北交电子测量大作业

电子测量技术工作实验标题：6-147-14研究所：电子信息工程学院专业化：自动化学号：姓氏：地图老师：查询瓶电子测量大型工作6-14。在Multisim环境中，基于Tektronix TDS204虚拟示波器设计时间域反射仪，以提供电路图和实验模拟结果。(此问题以使用时域反射计测量阻抗为例。)一.时域反射计简介时域反射计时域反射(TDR)技术是从60年代开始制造的。本技术包括沿传输线传播的时间点电压生成。使用示波器检测阻抗中的反射，测量输入电压与反射电压的比率，计算不连续阻抗。时域反射(TDR)用于测量信号通过特定类型的传输环境(如电路板轨迹、电缆、连接器等)传递时产生的反射。TDR装置通过介质发送脉冲，比较“未知”传输环境的反射和标准阻抗生成的反射。TDR显示沿一条传输线传播快速步进信号时返回的电压波形。波形结果是在入射步长和步长之间发生阻抗偏差时发生的反射的组合。现有的TDR可以用作定性工具，列出了影响其准确性和实用性的限制。1.有限的上升时间采样示波器同步抖动3.信号与噪声比差4.较大的步进电压可能会损坏有源设备5.需要DC路径二.时域反射计(TDR)原理时域反射计TDR是测量传输线特性阻抗的最常用设备，是利用时域反射原理测量特性阻抗的工具。图1 TDR原理图三.配置时域反射计(TDR)(1)快速路径信号发生器：典型发射信号的特征是振幅200mv、上升时间35ps、频率250kHz方波。(2)取样示波器：通用取样示波器；(3)探测系统：连接主题和TDR装置。四。模拟和结果模拟：图2时域反射器模拟电路设计初始值：图3信号发生器设置选项图4设置信号发生器上升时间图5示波器模拟显示结果图5中，第一黄线在终端打开时的结果(反射系数1)，第二蓝线是端子具有负载阻抗时的结果。第三种是端子短路(反射系数为-1)的结果。TDR测试信号理论运行特性：测量的传输线的特性阻抗计算：7-14。审查网络分析器的技术资料，说明网络分析器的功能和基本原理，比较网络分析器和频谱分析器的异同。一、基本功能网络分析器是直接测量主动或被动、可逆或不可逆双端口网络和单端口网络复数散射参数的一种新型网络参数，提供了中每个散射参数在频率上的振幅和相位频率特性。自动网络分析器可以测量网络分析器的网络是指一组内部相互关联的电子部件。网络分析器的功能之一是量化两个RF组件之间的阻抗不匹配，以最大限度地提高电源效率和信号的完整性。每次Rf信号由一个组件进入另一个组件时，总会反射一些信号，并传输另一些信号。网络分析器生成正弦信号，通常是扫描信号。如果有响应，则发送和反射入射信号。传输和反射信号的强度通常根据接收信号的频率变化。网络分析器可以分为两种分析器：标量(仅包含振幅信息)和向量(包含振幅和相位信息)。近年来，矢量网络分析器由于成本低、制造技术高效，比标量网络分析器更受欢迎。二、基本原则：(1)网络分析器的基本结构网络分析器主要包括合成信号源、s参数测试设备、振幅和相位接收器以及显示部分。网络分析器的基本结构如下图所示。合成信号源包括3-6 GHz YIG振荡器、3.8GHz介质振荡器、源模块组件、时钟参考和小数环。一次可以生成与振幅-相位接收器中心频率相同的30k到6GHz信号，从而实现同步扫描。振幅和相位接收器由采样/混合器、中频处理和数字信号处理组成，用于信号的低频和中频数字信号处理。振幅和相位接收器必须使用系统锁相技术，因为RF信号必须转换为频率固定if信号，并且为了实际测量被测试网络的振幅特性、相位特性，在频率转换期间测试的信号振幅信息和相位信息必须不丢失。显示部分由图形处理器、高亮度液晶屏、逆变器组成，用于以多种形式显示测量结果。(2)网络分析器故障分析网络分析器必须测量的s参数只有在完全匹配的系统上测量时，测量结果才是正确的。但是，网络分析器使用微波炉开关、配电装置、定向耦合器、衰减器等手动设备，使用接收机、微波信号源等主动设备。端口阻抗不匹配、信号传输的衰减和相移、定向耦合器的分离等性能经常不理想。分析网络分析器和测试设备不理想所产生的系统错误，通过实验方法确定其数值，利用计算机自动校正，为精密测量网络参数和校准网络分析器提供重要的科学和实用价值。网络分析器主要包括测量过程中的以下错误：(1)不匹配错误：在主体的两个测试端口上分别查看系统时的不匹配错误。(2)定向误差：定向耦合器的定向引起的测量误差；(3)频率响应错误：两个通道的耦合度频率响应和电压控制振荡器的幅相频率响应不同的测量错误；(4)泄漏错误：微波信号不经测量目标设备直接进入接收器而产生的测量错误；上述每个错误源中的前四个属于系统错误，第五个属于随机错误，最后三个属于唯一错误。固有错误通常不容易通过数学分析改正，随机错误可以通过多次测量平均值来减少。因此，在使用网络分析器之前，必须校正前四个系统错误，以提高测量精度。使用网络分析器时，还必须进行错误更正。因为网络分析器的测量精度受外部因素的影响很大，误差修正可以提高测量精度。错误修正测量已知的校准标准，将此测量值存储在分析器的内存中，使用此数据计算错误模型，然后使用错误模型从以后的测量中消除系统错误的影响。但是，错误修正仅在特定激励状态下有效，更改装置的以下设置将使诸如频率范围、系统带宽、输出功率、扫描点、扫描类型、扫描时间等错误修正无效或减少：三、网络分析器和频谱分析器的异同网络分析器和频谱分析都是分析信号的频域特性和时域特性的性能参数。频谱分析器主要由扫描和FFT两种结构组成。由于FFT结构的频率测量限制，通常仅用于低频，可以实现扫频的广泛应用，以及无线频域扫频、普通频谱分析器、后端接收信号的AD采集和DSP处理后矢量信号分析器(VSA)的功能。网络分析器可以同时测量传输、反射振幅和相位信息，网络分析器有自己的信号源、接收器，但是如果解释为信号源和频谱分析器的合成，则可能有问题。这是因为当前标准网络分析器只能测量线性参数，并且以相同的频率扫描。频谱分析器在频谱分析和电磁干扰测量的情况下，可以接收非常弱的信号，并区分两个振幅差异很大的信号。频谱分析器只能显示频率组件的振幅，而不能显示信号的相位，对于某些通信组件和通信链路，振幅和相位必须同时测量，网络分析器的缺点是能够测量信号的相位信息。为了扩展基于