对于电缆测试的时域方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,开幕致辞,#,Page,对于电缆测,试,试的时域方,法,法,概述,E5071C,选件,010,提供了时域,功,功能，该功,能,能用于将在,频,频域中可以,用,用通用网络,分,分析仪测量,的,的波形从数,学,学上变换为,时,时域中的波,形,形。,左图示出了,使,使用同一电,缆,缆时在频域,和,和时域中的,波,波形。频域,中,中的波形呈,现,现由于失配,而,而引起的波,动,动，但很难,判,判断这些失,配,配的位置。,相,相反依据时,域,域中的波形,，,，则可以确,定,定失配的位,置,置和大小。,时域反射测,量,量技术,(TDR),和时域分析,的,的历史,采用与雷达,相,相同的工作,原,原理,把一个冲激,信,信号送入一,条,条被测电缆,(,或其他可能,不,不是良好导,体,体的被测器,件,件或设备,),，当该冲激,信,信号到达电,缆,缆末端或电,缆,缆上的某个,故,故障点时，,一,一部分或全,部,部冲激信号,便,便会被返射,回,回测试仪表,。,。,TDR,测量方法就,是,是把一个冲,激,激或阶跃激,励,励信号发送,到,到被测器件,，,，然后观察,信,信号在时域,内,内的响应。,测,测试时，使,用,用一台阶跃,信,信号发生器,和,和一台宽带,示,示波器，把,阶,阶跃信号发,生,生器产生的,上,上升沿速度,极,极快的激励,信,信号送进被,测,测传输线，,然,然后用宽带,示,示波器观察,传,传输线上某,处,处入射电压,波,波形和反射,电,电压波形，,通,通过测量入,射,射电压与反,射,射电压之比,，,，便能计算,出,出传输线上,这,这个阻抗不,连,连续点处的,阻,阻抗值，而,这,这个阻抗不,连,连续点的位,置,置则可以作,为,为时间函数,根,根据信号沿,着,着传输线传,播,播的速度计,算,算出来。,架构图,使用矢量网,络,络分析仪的,时,时域模式,矢量网络分,析,析仪测量器,件,件的频率响,应,应，并用数,学,学方法把测,得,得的数据进,行,行时域变换,，,，以便将频,域,域信息变换,到,到时域，用,时,时间作为横,轴,轴显示测量,结,结果。矢量,网,网络分析仪,采,采用线性调,频,频,Z,快速傅立叶,变,变换技术进,行,行这一数学,计,计算,图,6a,和,6b,说明了同一,条,条电缆的频,域,域和时域反,射,射响应，频,域,域反射测量,(,图,6a),是在整个被,测,测频率范围,内,内由电缆中,存,存在的不连,续,续性反射的,所,所有信号的,组,组合。估计,那,那些失配的,位,位置是困难,的,的。然而，,时,时域测量,(,图,6b),显示了每个,不,不连续性的,影,影响随着时,间,间,(,或距离,),的变化，并,轻,轻松地确定,失,失配的位置,和,和大小。,使用矢量网,络,络分析仪的,时,时域模式,矢量网络分,析,析仪测量器,件,件的频率响,应,应，并用数,学,学方法把测,得,得的数据进,行,行时域变换,，,，以便将频,域,域信息变换,到,到时域，用,时,时间作为横,轴,轴显示测量,结,结果。矢量,网,网络分析仪,采,采用线性调,频,频,Z,快速傅立叶,变,变换技术进,行,行这一数学,计,计算,.,在传输模式,下,下，网络分,析,析仪测量二,端,端口器件的,传,传输函数随,频,频率的变化,。,。逆变换将,传,传输函数变,换,换成二端口,器,器件的冲激,响,响应。阶跃,响,响应和冲激,响,响应的结果,可,可以通过把,输,输入的阶跃,信,信号或冲激,信,信号与冲激,响,响应相卷积,计,计算出来。,所得到的测,量,量结果是几,乎,乎实时显示,的,的被测试器,件,件完全经过,校,校正的时域,反,反射或传输,响,响应。这时,，,，响应值,(,纵轴所表示,的,的测试结果,),分别在时间,或,或距离上间,隔,隔显示，这,样,样就超越了,简,简单的频率,特,特征范围，,对,对被测器件,的,的特性作更,深,深入的分析,脉冲信号和,阶,阶跃信号,使用,E5071C,，可以模拟,DUT,对两类信号,（,（脉冲信号,和,和阶跃信号,）,）的响应。,脉,脉冲信号是,一,一种脉冲形,状,状信号，其,中,中电压从,0,上升到某个,值,值，然后再,返,返回到,0,。脉冲宽度,取,取决于频率,扫,扫描范围。,阶,阶跃信号是,电,电压从,0,上升到某个,值,值的信号。,上,上升时间取,决,决于频率扫,描,描范围内的,最,最大频率。,脉冲信号和,阶,阶跃信号响,应,应,阻抗发生变,化,化时候的响,应,应情况，由,于,于发生遮蔽,效,效应，所以,后,后一次响应,要,要比第一次,幅,幅值低,传输响应,(,低通和带通,),在时域传输,测,测量结果的,显,显示中，横,轴,轴以时间单,位,位显示。进,行,行直通连接,校,校准的响应,结,结果是一个,在,在,t = 0,秒处高度为,1,的冲激，表,明,明冲激是在,零,零时间、无,损,损耗地通过,。,。当插入器,时,时，时间轴,指,指示的是被,测,测器件的传,播,播时延或电,长,长度。需要,注,注意的是，,在,在时域传输,测,测量结果中,，,，矢量网络,分,分析仪屏幕,上,上,x,轴显示的值,是,是实际电长,度,度，而不是,像,像反射测量,中,中的双向传,播,播时间。游,标,标读出的仍,然,然是以时间,和,和距离为单,位,位的电长度,。,。为了得到,实,实际物理长,度,度，需要给,矢,矢量网络分,析,析仪输入速,度,度换算系数,窗函数的应,用,用,由于测量系,统,统的带宽有,限,限，故在频,域,域测量的起,始,始和终止频,率,率处存在很,陡,陡峭的突变,。,。正是这种,频,频带限制,(,或数据截断,),引起了时域,响,响应中的过,冲,冲和振铃，,在,在没有应用,窗,窗函数的冲,激,激激励中这,些,些过冲或振,铃,铃表现为,sin(x)/x,的形状。这,种,种非理想冲,激,激产生了两,个,个限制时域,响,响应有效性,的,的效果。,窗函数对于,电,电路时域的,影,影响,选通,选通可以让,您,您有选择地,去,去除或加入,时,时域响应。,其,其他的时域,响,响应数据然,后,后再变换回,频,频域，这时,的,的频域数据,已,已经去除了,应该被选通,掉,掉,的响应。选,通,通操作会改,善,善响应的质,量,量，,因为经过选,通,通的频率响,应,应与器件真,实,实的频率响,应,应更接近,测量范围,在时域中，,测,测量范围定,义,义为在未遇,到,到反复的响,应,应时，可以,进,进行测量的,一,一段时间。,这,这种反复的,响,响应被称为,混,混叠。响应,反,反复会有规,律,律地在一定,的,的时间间隔,上,上发生。在,任,任何测量中,，,，只要增加,测,测量的时间,跨,跨度，都会,观,观察到混叠,响,响应。,混叠的产生,是,是因为频域,数,数据的采集,是,是在离散频,率,率点而不是,在,在连续频率,上,上进行的。,采,采样功能的,结,结果是每个,时,时域响应都,以,以,1/f,秒重复,(,根据数学理,论,论，冲激和,采,采样功能的,傅,傅立叶逆变,换,换卷积就产,生,生了每,1/f,秒的重复,),。这个时间,段,段决定了测,量,量范围，它,等,等于响应重,复,复之间的时,间,间间隔。,测量范围计,算,算实例,测量范围,(,米,) = (1/f)x Vfx c,式中,:,f =,频率步长,(,等于频率跨,度,度,/,测试点数,),Vf =,传输线的速,度,度变换系数,c =,光速,= 3,x 108m/s(,精确值为,2.997925,x 108m/s),(,大多数使用,聚,聚乙烯介质,的,的电缆的相,对,对速度变换,系,系数是,0.66,，聚四氟乙,烯,烯介质的相,对,对速度变换,系,系数是,0.7),测量电缆参,数,数,概述,本部分介绍,一,一个示例说,明,明如何利用,时,时域功能来,检,检测电缆中,发,发生失配的,位,位置。,1.,设置测量条,件,件,2.,执行,1,端口校准,在电缆末端,更,更换,OPEN/Short/,不接校准件,观,观察线缆测,试,试结果，并,分,分别截图,保,保存,E5072A ENA,安捷伦,E5072A,矢量信号分,析,析仪是一款,ENA,系列,中新成员，,它,它能提供灵,活,活和高性能,的,的测试平台,。,。,E5072A,可提供可配,置,置的测试系,统,统，可通过,各,各种,路径提取信,号,号，如内部,源,源、接收机,、,、,电桥和网,络仪的测试,端,端口，这样,有,有助于提高,接,接收机的灵,敏度，并且,可,可添加外设,完,完成多种多,样,样的测试需,求。和,E5071C,相比，尤其,适,适合于高,/,低功率、高,动态范围的,测,测试，具有,较,较好的,测试灵活性,和低价,格；,频率范围,30KHz,到,4.5/8.5GHz,输出功率,-85dBm- +16dBm,测试动态范围,123dB,（扩展后可达,151dB,）,轨迹噪声,0.004dB(70 kHz IFBW),端口数,2,校准件,电子,/,机械,特性,：,：,2,端口,，,，,30KHz,到,4.5/8.5GHz,；,输出,功,功率,-85,到,+16dBm;,宽,IF,带宽,下,下可,获,获得,123dB,的动,态,态范,围,围，,通,通,过直,接,接对,仪,仪器,内,内部,的,的信,号,号提,取,取可,获,获得,151dB,的正,向,向测,试,试动,态,态范,围,围，,减,减小,轨,轨迹,噪,噪声,影,影响,；,；,极快,的,的扫,描,描速,度,度：,扫,扫描,时,时间,23ms,比,8753ES,快,35,倍,(1601,点,全双,端,端口,校,校准,1GHz,到,1.2GHz,）；,5.10.4,英寸,触,触摸,屏,屏，,window,操作,系,系统,，,，代,码,码兼,容,8753ES,；,6.,适合,高,高,/,低功,率,率有,源,源器,件,件测,试,试，,大,大动,态,态范,围,围测,试,试；,E5071CENA,频率范围,9 kHz,到,4.5, 6.5, 8.5, 14, 20 GHz,输出功率,-85dBm- +10dBm,测试动态范围,123dB,轨迹噪声,0.004dB(70 kHz IFBW),端口数,2/4/22,校准件,电子,/,机械,/TRL,特性,：,：,1.,频率,覆,覆盖,范,范围,：,：,9kHzto,20GHz,；,2.,动态,范,范围,:123dB,；,3.,快速,的,的测,量,量速,度,度比,8753ES,快,20,倍；,4.,灵活,的,的多,端,端口,配,配置,:,可达,22,端口,；,；,5.,内置,biastees,和直,流,流测,量,量辅,助,助端,口,口：,可进,行,行同,步,步的,直,直流,评,评估,；,；,6.,高级,的,的混,频,频器,、,、放,大,大器,特,特性,描,描述,：,：,频率,偏,偏移,模,模式,（,（选,件,件）,；,；,7.,时域分析,能,能力（选,件,件）；,8.,开放的,windows,操作系统,，,，具有,USB,LAN,GPIB,等接口；,9.10.4,英寸,LCD,触摸屏，,前,前置可移,除,除的硬盘,；,；,安捷伦,E5071C,是一款具,有,有速度、,精,精,度和多功,能,能等优势,的,的网络分,析,析仪。具,有很宽的,测,测试能力,。,。它提供,了,了高效灵,活的测试,，,，可用于,无,无线通信,、,、汽车电,子、半导,体,体和材料,等,等领域的,生,生产和研,发。,E5071C ENA 22,端口配置,(E5092A),E5071C ENA 4,端口配置,E5061BENALF-RF network analyzer,特性：,1.S,参数测试,端,端口,(5 Hz to3 GHz,50 ),2.,增益相位,测,测试端口,( 5Hz to 30MHz, 1M,/50,),；,3.,内置的直,流,流偏置源,（端口,1,和,LF,输出端口,，,，,可达,40Vdc),；,4.,紧凑的外,形,形,(,长度,254mm),；,5.,内置,VBA,；,6.,网络分析,及,及阻抗分,析,析二合一,；,；,安捷伦,E5061B,是最近新,增,增的行业,标,标准,ENA,系列,网络分析,仪,仪。通过,添,添加选件,E5061B-3L5,可将网络,分析频率,范,范围向下,扩,扩展到,5Hz,，同时射,频,频段频率,可,可,覆盖到,3GHz,。,E5061B,可在一个,较,较宽的频,率,率覆盖,范围上提,供,供基础测,试,试和,S,参数的测,量,量能力，,同,同时在,益相位测,试,试端口也,具,具有很高,的,的低频原,件,件和电路,的,的测,试性能。,E5061B,的频率覆,盖,盖范围广,，,，可覆盖,低,低频,器件例如,DC-DC,变换器和,传,传感器，,也,也可覆盖,到,到无线,电系统中,的,的射频器,件,件测试。,E5061B,可用于无,线,线通信,(RFID),，航空，,防,防卫，,计算机，,医,医用（,MRI,），汽车,电,电子，,CATV,等行业。,频率范围,5Hz,到,1.5/3GHz,输出功率,45 dBm - +10 dBm,测试动态范围,120 dB (10 Hz IFBW),轨迹噪声,0.005dB(3 kHz IFBW),端口数,2,校准件,电子,/,机械,N522xA PNA,1,.,频率可达,67GHz,；,2,.,双端口单,源,源或者四,端,端口双源,；,；,3,.,127dB,系统动态,范,范围，,131dB,接收,动态范围, 32001,点, 32,通道, 15MHz,中频带宽,；,；,3,.,高输出功,率,率,(+13dBm),和宽功率,扫,扫描,范围,(38dB),；,4,.,最高的动,态,态精度,: 0.1 dB,压缩（测试,端口输入,信,信号,+12dBm,）；,5,.,低噪底：,-114dBm,（,10 Hz,中频带宽,）,）；,6.,10.4,英寸触摸,屏,屏，,4,个脉冲源,，,，两个脉,冲,冲,调制器，,功,功率范围,扩,扩展，,bias-tee,；,频率范围,10MHz,到,13.5,/26.5/43.5/ 50/ 67 GHz,输出功率,+13dBm,测试动态范围,131 dB,轨迹噪声,0.004 (100kHZ IF,带宽）,端口数,2/4,校准件,机械,/,电子,/TRL,PNA,系列是,最,最高性,能,能微波,网,网络分,析,析仪，,可,可对,有源还,或,或是无,源,源器件,测,测试。,共,共有,5,个频率,型,型号,13.5,26.5,43.5,50,or67GHz,可根据,需求选,择,择。安,捷,捷伦,PNA,应用范,围,围非常,广,广，可,对,对,滤波器,，,，双工,器,器，放,大,大器，,频,频率转,换,换器等,做,做,相关测,试,试。,PNA,的高性,能,能特性,使,使得它,成,成为理,想,想,的解决,方,方案，,并,并且在,毫,毫米波,，,，信号,完,完整性,，,，材,料测试,当,当中也,具,具有良,好,好的性,能,能，拥,有,有业界,最,最高,精度的,S,参数测,量,量。,PNA,系列能,够,够提供,高,高功率,源,源,和最好,的,的线性,接,接收机,，,，可提,供,供业界,最,最宽的,功,功率,范围。,PNA-X524XA,特性：,1.,频率范,围,围：,10MHz,到,13.5 GHz/26.5GHz/,43.5 GHz/50 GHz/67GHz,；,2.2,端口或,4,端口，,具,具有两,个,个内置,信,信号源,；,；,3.132dB,系统动,态,态范围,和,和,130dB,接收机,动,动态,范围、,32001,点、,32,通道、,5 MHzIF,带宽,；,4.,高输出,功,功率（,+18dBm,）、低,谐,谐波（,-60dBc,）,和宽功,率,率扫描,范,范围（,38dB,）,;,5.,最佳动,态,态精度,在接收,机,机端,0.1dB,压缩和,+13dBm,输入功,率,率,;,6.,在,10HzIFBW,时仅有,-114 dBm,的低本,底,底噪声,;,7.,内置,4,个脉冲,发,发生器,，,，,2,个脉冲,调,调制器,，,，合路,器,器，,可完成,脉,脉冲测,试,试和,IMD,测试；,8.,内置噪,声,声测试,机,机接收,机,机可直,接,接完成,噪,噪声系,数,数测量,；,；,9.,前面板,和,和后面,板,板上的,跳,跳线接,口,口可以,灵,灵活的,配,配置，,完成各,种,种复杂,的,的测试,；,；,安捷伦,PNA-X,系列网,络,络分析,仪,仪拥有,业,业界第,一的性,能,能，主,要,要应用,于,于高性,能,能有源,器,器件的,测,测,试，可,以,以帮助,您,您最小,化,化设计,重,重复次,数,数，测,试,试,系统完,成,成性，,更,更重要,的,的是简,化,化了测,试,试过程,。,。,业界领,先,先的性,能,能和高,集,集成度,，,，灵活,的,的配置,使,使,得,PNA-X,成为理,想,想的综,合,合性网,络,络分析,仪,仪解决,方案。,N5264A,PNA-X,天线测,量,量接收,机,机,PNA-X,测量接,收,收机在,全,全部五,个,个测量,通,通道上,的,的数据,采,采,样率高,达,达,400000,点,/,秒，为,天,天线测,试,试树立,了,了新的,行,行业,标准。,其,其销量,是,是市场,上,上任何,其,其他天,线,线接收,机,机的两,倍,倍。,PNA-X,天线接,收,收机可,与,与,MXG,或,PSG,信号源,以,以及现,有,有,的,85309A,分布式,频,频率转,换,换器和,85320A/B,混频器,兼,兼,容。包,含,含,MXG,信号源,的,的接收,机,机在现,有,有天线,应,应用范,围,围内,能够完,全,全取代,8530A,和,8360,信号源,，,，而且,通,通常可,将,将,系统速,度,度提高,10,倍。此,外,外，内,置,置的,8510/8530A,代,码仿真,软,软件还,可,可替代,现,现有天,线,线应用,范,范围中,使,使用的,8530A,。,这,这,款,款专用,接,接收机,是,是航空,航,航天和,无,无线行,业,业中的,天,天线测,试工程师测,试,试雷达和卫,星,星通信设计,的,的最佳解决,方,方案。,这些行业需,要,要大量数据,来,来全面表征,复,复杂的信号,阵,阵列。,特性：,1.,可在,5,个接收机信,道,道上同时进,行,行数据采集,，,，,数据采集速,率,率高达,400000,点,/,秒,2.,具有,5,个,IF,输入，可用,于,于同时进行,测,测量；,3.,快速连续波,（,（,Fast-CW,）模式支持,5,亿点,数据缓冲器,（,（选件,118,）；,4.,内置具有,+10 dBm,输出功率的,26.5GHz,本振源（选,件,件,108,）,5.,接收机动态,范,范围比现有,天,天线接收机,大,大,20 dB,（,10 HzIFBW,时为,135 dB,），且每个,单,单元,具有多达,5,个通道；,6.8510/8530A,的内置代码,仿,仿真软件使,您,您能够,轻松进行更,换,换；,7.,具有,LAN,端口和,2,个,GPIB,端口，以及,TTL I/O,控制端口,FieldFox,射频分析仪,是,是全球功能,最,最全的手持,式,式仪器，适,用,用于无线网,络,络的安装和,维,维护。重量,仅,仅,6,磅（,2.7,千克），但,该,该手持式分,析,析仪集成了,7,大功能：无,需,需硬件升级,，,，通过软件,许,许可证即可,方,方便地在购,买,买后添加任,意,意功能,全面的灵活,性,性可简化您,的,的决策过程,。,。此外，该,分,分析仪还具,有,有坚固耐用,、,、紧凑、轻,质,质且防水的,包,包装，包括,交,交流,/,直流适配器,、,、电池、便,携,携包和用户,手,手册在内的,标,标配附件，,以,以及可通过,订,订购,N9910X,射频和微波,手,手持式分析,仪,仪附件获得,的,的其他相关,件,件。,N9912A FieldFox,特性：,1.,电缆和天线,测,测试（电缆,故,故障定位,回波损耗等,),；,2.,电缆损耗测,试,试；,3.,插入损耗和,传,传输性能测,试,试；,4.,频谱分析（,干,干扰分析，,ACPR,OBW,），回放；,5.,使用,USB,接口的功率,传,传感器进行,功,功率测试；,6.,矢量网络分,析,析测试，显,示,示史密斯圆,图,图；,7.,矢量电压表,；,；,优点：,1.,一体化,CalReady,，,QuickCal,校准功,能,无需外部校,准,准件,频率达,6,Ghz,；,2. CalReady,保证开机即,可,可校准,3.,比传统手持,测,测试仪表测,试,试速度快,50%,；,4.,在频谱分析,仪,仪模式下动,态,态范围大,(96,dB),、灵敏度高,(-148dBm),；,5.,无风扇设计,（,（防尘，防,水,水）；,6.,符合军标要,求,求，结实耐,用,用；,8.6.5,英寸,LED,背光显示，,适,适合任何天,气状况；,9.4,小时电池时,间,间，外部存,储,储接口，,GPS,2.7Kg,工作温度,-10 C,至,+55 C,；,N9923A FieldFox,保证无线通,信,信的第一步,就,就是使系统,工作在规定,的,的范围之内,，,，为了达到,这,这,一目的需要,检,检查系统中,的,的射频元器,件,件，,例如电缆，,天,天线，滤波,器,器是否保持,着,着,良好的状态,。,。执行这种,检,检查就需要,在,在,现场或者仓,库,库中处理，,这,这时台式仪,器,器,就不太方便,，,，因为测试,空,空间有限或,者,者,没有可提供,的,的电源。安,捷,捷伦手持式,FieldFox,射频矢量网,络,络分析仪就,可,可以,完成现场的,网,网络分析测,试,试，并且是,非,非常,简单、方便,和,和可靠。,主要技术指,标,标：,1.,网络分析仪,：,：,2 MHz,至,4/6 GHz,；,传输,/,反射（,S21,、,S11,）或全,2,端口,S,参数；,100dB,的动态范围,；,；,快速校准、,增,增强的响应,校,校准和全,2,端口校准；,2.,电缆和天线,分,分析仪：,2 MHz,至,4/6 GHz,回波损耗、,故,故障点距离,、,、,VSWR,；,3.,功率计：,9 kHz,至,24 GHz,（取决于传,感,感器）；,4.,矢量电压表,：,：,2 MHz,至,4/6 GHz,；,可比较相位,长,长度和电气,长,长度 ；,单通道和双,通,通道测量；,优点：,1.,一体化,CalReady,QuickCal,校准功,能,无需外部校,准,准件,频率达,6Ghz,；,2.,无风扇设计,（,（防尘，防,水,水）；,3.,业界唯一符,合,合军标要求,，,，结实耐用,；,；,4.6.5,英寸,LED,背光显示，,适,适合任何天,气状况；,5.4,小时电池时,间,间，外部存,储,储接口，,GPS,2.8Kg,工作温度,-10 C,至,+55 C,；,6.,故障点距离,和,和,VSWR,测试、绝对,功,功率测量和,75 ,电缆,TV,器件表征；,