Messungen mit dem Vektor Netzwerkanalysator...

11dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA

Messungen mit demMessungen mit demVektor NetzwerkanalysatorVektor Netzwerkanalysator

VNWAVNWA

Bodo Scholz, DJ9CSBodo Scholz, DJ9CS

Inhalt des VortragesInhalt des Vortrages

Skalarer Skalarer NetzwerkanalysatorNetzwerkanalysatorVektorieller Vektorieller NetzwerkanalysatorNetzwerkanalysatorVNWA von DG8SAQVNWA von DG8SAQ-- AufbauAufbau-- StreuparameterStreuparameter-- KalibrierenKalibrieren

Messen mit dem VNWAMessen mit dem VNWAFilter, Antennenanalysator, Bauteile, LCRFilter, Antennenanalysator, Bauteile, LCR--Meter,Meter,Quarze, Quarze, ZeitbereichsreflektometrieZeitbereichsreflektometrie, ..., ...

VNWA als VNWA als SpektrumanalyzerSpektrumanalyzer

SkalarerSkalarer NetzwerkanalysatorNetzwerkanalysator

Ein Beispiel für einen Ein Beispiel für einen skalarenskalaren NetzwerkanalysatorNetzwerkanalysatorist der bekannte Netzwerktester NWT vom FUNKAMATEURist der bekannte Netzwerktester NWT vom FUNKAMATEUR

Vektor NetzwerkanalysatorVektor Netzwerkanalysator

Vektor Netzwerkanalysator VNWA von DG8SAQVektor Netzwerkanalysator VNWA von DG8SAQ

für Funkamateurefür Funkamateure

Frequenzbereiche von Vektor NetzwerkanalysatorenFrequenzbereiche von Vektor Netzwerkanalysatoren

Analysatoren, die auch ZweitorAnalysatoren, die auch Zweitor--Messungen ermöglichenMessungen ermöglichen

Prinzip des VNWA von DG8SAQPrinzip des VNWA von DG8SAQ

DDS AusgangssignaleDDS Ausgangssignale

Taktfrequenzen der DDSTaktfrequenzen der DDS

Max. Taktfrequenz der DDS laut Datenblatt: 400 MHzMax. Taktfrequenz der DDS laut Datenblatt: 400 MHz

StreuparameterStreuparameter

ZZLL Wellenwiderstand der LeitungWellenwiderstand der Leitung

Allgemein gilt folgender Zusammenhang Allgemein gilt folgender Zusammenhang

bb11 = S= S1111 x ax a11 + S+ S1212 x ax a22

bb22 = S= S2121 x ax a11 + S+ S2222 x ax a22

für Anpassung am Tor 2 gilt afür Anpassung am Tor 2 gilt a22 = 0= 0

SS1111 = b= b11 / a/ a11

SS2121 = b= b22 / a/ a11

SS1111 EingangsreflexionsfaktorEingangsreflexionsfaktorSS2121 VorwärtstransmissionsfaktorVorwärtstransmissionsfaktorSS2222 AusgangsreflexionsfaktorAusgangsreflexionsfaktorSS1212 RückwärtstransmissionsfaktorRückwärtstransmissionsfaktor

Aus den Streuparametern und dem bekannten Wellenwiderstand ZAus den Streuparametern und dem bekannten Wellenwiderstand ZLL

lassen sich alle anderen Größen berechnen. Als Beispiele seinenlassen sich alle anderen Größen berechnen. Als Beispiele seinenhier das Stehwellenverhältnis und der komplexe Eingangswiderstanhier das Stehwellenverhältnis und der komplexe Eingangswiderstanddbetrachtet. betrachtet.

VSWR = VSWR = ((1 + 1 + IISS1111I) / (I) / (1 1 -- IISS1111I) I)

Z = ZZ = ZLL xx ((1 + S1 + S1111) / () / (1 1 -- SS1111) )

Hauptplatine des VNWA von DG8SAQHauptplatine des VNWA von DG8SAQ

VNWA mit USBVNWA mit USB--Interface und SoundchipInterface und Soundchip

Vektor Netzwerkanalysator VNWA von DG8SAQVektor Netzwerkanalysator VNWA von DG8SAQ

Software VNWA Software VNWA -- KalibrierenKalibrieren

Bevor die VNWA Software genutzt werden kann, muss sie kalibriertBevor die VNWA Software genutzt werden kann, muss sie kalibriert werden.werden.Hier erfolgt die Frequenzkalibrierung über das SetupHier erfolgt die Frequenzkalibrierung über das Setup--Menü. Menü.

Sollfrequenz 10.000000 MHzSollfrequenz 10.000000 MHz

Software VNWA Software VNWA -- KalibrierenKalibrieren

Hier erfolgt die eigentliche Kalibrierung des Messsystems. Hier erfolgt die eigentliche Kalibrierung des Messsystems.

SMA KalibrierstandardsSMA Kalibrierstandards

Short Open Short Open LoadLoad

BuchsenBuchsen

SteckerStecker

VNWA mit Adapter auf NVNWA mit Adapter auf N--NormNorm

SMA Buchsen und Stecker sind empfindlich und besitzen eineSMA Buchsen und Stecker sind empfindlich und besitzen eineLebensdauer von >500 Zyklen. Für den täglichen Einsatz habe ichLebensdauer von >500 Zyklen. Für den täglichen Einsatz habe icheinen Adapter auf die robusten Neinen Adapter auf die robusten N--Buchsen aufgebaut.Buchsen aufgebaut.

Kalibrieren und BezugsebeneKalibrieren und Bezugsebene

SMASMA

Kalibrieren und BezugsebeneKalibrieren und Bezugsebene

Die Kalibrierdaten werden abgespeichertDie Kalibrierdaten werden abgespeichertund dann im Setup entsprechend der und dann im Setup entsprechend der Konfiguration / Bezugsebene vor den Konfiguration / Bezugsebene vor den

Messungen ausgewählt.Messungen ausgewählt.

Smith DiagrammSmith Diagramm

KurzschlussKurzschluss offenoffen50 Ohm50 Ohm

VSWR = 2VSWR = 2

DynamikbereichDynamikbereich

ÜbersprechenÜbersprechen

Beispiel Tiefpassfilter Beispiel Tiefpassfilter

Die gemessenen komplexen Daten Die gemessenen komplexen Daten können im können im TouchstoneTouchstone--FormatFormatexportiert werden.exportiert werden.

Für dieses Beispiel: Für dieses Beispiel: 80mTP80mTP--1.s2p1.s2p

In diesem Standardformat kann einIn diesem Standardformat kann einAustausch mit Geräten von R&S Austausch mit Geräten von R&S oder oder Agilent Agilent (HP) stattfinden.(HP) stattfinden.

Ebenso können die Daten wieder Ebenso können die Daten wieder zur weiteren Bearbeitung in diezur weiteren Bearbeitung in dieVNWAVNWA--Software importiert werden.Software importiert werden.

Beispiel Tiefpassfilter Beispiel Tiefpassfilter

Importieren von Importieren von 80mTP80mTP--1.s2p1.s2p

in die VNWA Softwarein die VNWA Software

Bedienung und mögliche DarstellungenBedienung und mögliche Darstellungender Software zeigen.der Software zeigen.

Messbereich bis 1300 MHzMessbereich bis 1300 MHz

Messobjekt: 20cm SMA Kabel mit 100 Ohm AbschlussMessobjekt: 20cm SMA Kabel mit 100 Ohm Abschluss

VNWA als AntennenanalysatorVNWA als Antennenanalysator

Dipol mit Speiseleitung soll bei 3.71 MHz betrieben werdenDipol mit Speiseleitung soll bei 3.71 MHz betrieben werden

Daten am Eingang derDaten am Eingang derSpeiseleitung bei 3.71 MHzSpeiseleitung bei 3.71 MHz

Matching Matching ToolTool

EingabedatenEingabedaten

AusgabedatenAusgabedaten

-- 3.71 MHz3.71 MHz-- 24.61 Ohm II 69424.61 Ohm II 694 pF pF

-- CpCp = 998= 998 pFpF-- Ls Ls = 1.42 µH= 1.42 µH

AnpassnetzwerkAnpassnetzwerk

Dipol mit Speiseleitung plus Anpassnetzwerk bei 3.71 MHzDipol mit Speiseleitung plus Anpassnetzwerk bei 3.71 MHzIn der Versuchsschaltung sind die L und C Werte nicht ganz exaktIn der Versuchsschaltung sind die L und C Werte nicht ganz exakt umgesetztumgesetzt

2m Vertikalantenne2m VertikalantenneMessung am Ende von ca. 22m Messung am Ende von ca. 22m KoaxkabelKoaxkabel

70cm Vertikalantenne70cm VertikalantenneMessung am Ende von ca. 22m Messung am Ende von ca. 22m KoaxkabelKoaxkabel

Umrechnung auf den Ort der Antenne selbstUmrechnung auf den Ort der Antenne selbst

Messungen an BauteilenMessungen an Bauteilen

100 100 pF pF mit langen Anschlussdrähtenmit langen Anschlussdrähten

SerienresonanzSerienresonanzbei 86.3 MHzbei 86.3 MHz

Messungen an Bauteilen / LCRMessungen an Bauteilen / LCR--MeterMeter

Ausmessen von QuarzenAusmessen von Quarzen

15 MHz Quarz15 MHz Quarz

Ausmessen von QuarzenAusmessen von Quarzen

tooltool““crystal analyzercrystal analyzer““

modelmodel fitfit

ZeitbereichsreflektometrieZeitbereichsreflektometrie

Fehlerortung auf KabelnFehlerortung auf Kabeln

Impedanzänderungen auf einem Kabel führen zu Reflexionen.Impedanzänderungen auf einem Kabel führen zu Reflexionen.

Diese Reflexionen führen frequenzabhängig zu periodischen Diese Reflexionen führen frequenzabhängig zu periodischen Impedanzänderungen am Kabelanfang.Impedanzänderungen am Kabelanfang.

Die Entfernung vom Kabelanfang zur Störung bestimmt die PeriodeDie Entfernung vom Kabelanfang zur Störung bestimmt die Periodedieser Variationen.dieser Variationen.

Kurze Entfernung Kurze Entfernung <<--> lange Periode> lange PeriodeLange Entfernung <Lange Entfernung <--> kurze Periode > kurze Periode

Beispiel: 2 Beispiel: 2 Koaxkabel Koaxkabel mit Kupplung hintereinander geschaltetmit Kupplung hintereinander geschaltet

ECO FLEX 10 mit Verkürzungsfaktor 0.86ECO FLEX 10 mit Verkürzungsfaktor 0.86

Der VNWA ist nicht als Der VNWA ist nicht als SpektrumanalyzerSpektrumanalyzer entworfen worden,entworfen worden,kann aber doch rudimentär als solcher eingesetzt werden.kann aber doch rudimentär als solcher eingesetzt werden.

Bei Durchgangsmessungen (S21) arbeitet der VNWA mit demBei Durchgangsmessungen (S21) arbeitet der VNWA mit demRXRX--Eingang als Überlagerungsempfänger mit digitaler FilterungEingang als Überlagerungsempfänger mit digitaler Filterungauf der ZFauf der ZF--Ebene. Zu beachten ist, dass aufgrund des Ebene. Zu beachten ist, dass aufgrund des ungefilterten LO DDS Signals Phantomsignale im Spektrum ungefilterten LO DDS Signals Phantomsignale im Spektrum angezeigt werden können. angezeigt werden können.

Analyse eines Signals aus einem Si570 bei 6.6 MHzAnalyse eines Signals aus einem Si570 bei 6.6 MHz

Analyse eines Signals aus einem SMDU SignalgeneratorAnalyse eines Signals aus einem SMDU SignalgeneratorFrequenz bei 432 MHz, 10 kHz AmplitudenmodulationFrequenz bei 432 MHz, 10 kHz Amplitudenmodulation

Integrierte Integrierte HelpHelp--Funktion Funktion

Es gibt kein Handbuch zum VNWA.Es gibt kein Handbuch zum VNWA.Die integrierte Die integrierte HelpHelp--Funktion bietet eine ausführlicheFunktion bietet eine ausführlicheUnterstützung bei Einrichtung und Betrieb des VNWA.Unterstützung bei Einrichtung und Betrieb des VNWA.

Als Handbuchersatz steht der komplette Inhalt desAls Handbuchersatz steht der komplette Inhalt desHelpHelp--Files auf PDF Dokument zur Verfügung. DieseFiles auf PDF Dokument zur Verfügung. DieseVNWA_HELP.VNWA_HELP.pdfpdf Datei kann hier heruntergeladenDatei kann hier heruntergeladenwerden:werden:

http://sdrhttp://sdr--kits.net/DG8SAQ/VNWA/VNWA_HELP.pdfkits.net/DG8SAQ/VNWA/VNWA_HELP.pdf

Wo gibt es den VNWA und Unterstützung?Wo gibt es den VNWA und Unterstützung?

http://www.sdrhttp://www.sdr--kits.net/kits.net/http://www.sdrhttp://www.sdr--kits.net/VNWA/VNWA_Description.htmlkits.net/VNWA/VNWA_Description.html

http://groups.yahoo.com/group/VNWA/http://groups.yahoo.com/group/VNWA/ (Englisch)(Englisch)Offizieller Platz zur Ankündigung von Updates, Offizieller Platz zur Ankündigung von Updates, für Fragen und Diskussionen rund um den VNWA.für Fragen und Diskussionen rund um den VNWA.

http://www.qrpforum.de/index.http://www.qrpforum.de/index.phpphp (Deutsch)(Deutsch)Hier nach VNWA oder auch VNA suchen.Hier nach VNWA oder auch VNA suchen.Dort sind viele Hintergrundinformationen undDort sind viele Hintergrundinformationen undhilfsbereite hilfsbereite OMsOMs zu finden.zu finden.

VNWA auf der Ham Radio 2010VNWA auf der Ham Radio 2010

SDRSDR--KitsKitsist in der Halle A1 Stand E43 vertreten.ist in der Halle A1 Stand E43 vertreten.

Jan, G0BBLJan, G0BBLwird dort alle weiteren Fragen zum VNWA, insbesondere wird dort alle weiteren Fragen zum VNWA, insbesondere auch zu den Liefermöglichkeiten gerne beantworten. Er auch zu den Liefermöglichkeiten gerne beantworten. Er hat eine begrenzte Anzahl von fertig aufgebauten Geräten hat eine begrenzte Anzahl von fertig aufgebauten Geräten zum Verkauf mitgebracht. zum Verkauf mitgebracht.

AnmerkungAnmerkung

Ich habe hier den VNWA vorgestellt und ganz bewusstIch habe hier den VNWA vorgestellt und ganz bewusstauf Vergleiche mit anderen Systemen verzichtet.auf Vergleiche mit anderen Systemen verzichtet.

So wie beim Kauf eines Autos oder So wie beim Kauf eines Autos oder TransceiversTransceivers ist ist jeder gefordert, sich über die unterschiedlichen jeder gefordert, sich über die unterschiedlichen Systeme zu informieren und entsprechend seinen Systeme zu informieren und entsprechend seinen Anforderungen eine Wahl zu treffen.Anforderungen eine Wahl zu treffen.

Messungen mit dem Vektor Netzwerkanalysator...

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