ในสาขาวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ การประเมินและปรับปรุงผลการทํางานของเครือข่ายวงจรอย่างแม่นยําเป็นสิ่งสําคัญการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพสูง จะคล้ายกับการเดินเรือที่ปิดตาเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายเป็นทางออกหลักในการแก้ปัญหานี้ โดยการวัดอุปสรรคและความอ่อนแอในเครือข่ายวงจร
เครื่องวิเคราะห์เครือข่ายเป็นเครื่องมือที่เชี่ยวชาญที่ออกแบบมาเพื่อวิเคราะห์เครือข่ายวงจรอิเล็กทรอนิกส์ โดยมีศักยภาพหลักที่เน้นการวัดอุปสรรคและความอ่อนแอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้ขยายช่วงความถี่ของพวกเขาอย่างต่อเนื่องปัจจุบันครอบคลุมช่วงคลื่นมิลลิเมตรถึง 110 GHz โดยขยายขอบเขตการใช้งานของพวกเขาให้ใหญ่ขึ้น
มีเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายประเภทหลัก 2 ชนิด คือ
เนื่องจากบทบาทสําคัญของ VNA ในอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่, บทความนี้เน้นเฉพาะหลักการและการใช้งานของตัววิเคราะห์เครือข่ายเวกเตอร์.
ขณะที่ปริมาตรต่าง ๆ สามารถอธิบายเครือข่ายวงจร (รวมถึงปริมาตร V, ปริมาตร Z และปริมาตร H)เครื่องวิเคราะห์เครือข่ายใช้ ปริมาตร S (ปริมาตรการกระจาย) เป็นหลัก เนื่องจากลักษณะที่ใช้พลังงานทําให้มันเหมาะสําหรับการประกอบลักษณะวงจรความถี่สูง
สถาปัตยกรรมพื้นฐานของเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายประกอบด้วยหลายองค์ประกอบสําคัญ: แหล่งสัญญาณ, เครื่องแยกสัญญาณ (เครื่องแบ่งพลังงาน), เครื่องเชื่อมทิศทาง และอย่างน้อยสามเครื่องรับอุปกรณ์เหล่านี้ต้องครอบคลุมช่วงความถี่การทํางานทั้งหมดของเครื่องมือ.
กระบวนการวัดเริ่มต้นจากแหล่งสัญญาณที่ผลิตสัญญาณทดสอบที่แยกออกเป็น 2 เส้นทาง: หนึ่งเชื่อมต่อกับตัวรับอ้างอิง (R) เป็นเส้นฐานขณะที่อีกตัวหนึ่งเป็นสัญญาณที่เกิดขึ้นที่เข้าสู่อุปกรณ์ที่กําลังทดสอบ (DUT) ผ่านตัวเชื่อมทิศทางเครื่องรับ A จับสัญญาณที่สะท้อนออกมา ขณะที่ เครื่องรับ B จะวัดสัญญาณที่ส่ง
ปริมาตร S ถูกกําหนดโดยคํานวณอัตราส่วน A/R และ B/R สัญญาณที่ได้รับถูกแปลงเป็นความถี่ระหว่างตามด้วยการตรวจจับแบบสมอง เพื่อสกัดส่วนจริงและส่วนจินตนาการการประมวลผลดิจิทัลจะนําเสนอข้อมูลเหล่านี้ในรูปแบบต่างๆ รวมถึงแผนภูมิสมิธ์, ขนาดลอกอริธมิก, ขั้นตอนและการช้าระยะของกลุ่ม
S-parameters เป็นตัวอธิบายปริมาณของ DUT's การส่งและการสะท้อนลักษณะ สําหรับเครือข่ายสองท่าทางหลัก S-parameters คือ
แต่ละปารามิเตอร์ S เป็นจํานวนซับซ้อนที่มีองค์ประกอบจริง (ขนาด) และจินตนาการ (ระยะ) คุณลักษณะการถ่ายทอด (S21/S12) เกี่ยวข้องกับการเพิ่ม, การสูญเสีย, การแยกแยก, การช้าระยะกลุ่ม,และสัดส่วนการส่งขณะที่ลักษณะการสะท้อน (S11/S22) ตรงกับอุปสรรค, การสูญเสียการกลับ, อัตราต่อรองคลื่นยืนของแรงดัน (VSWR) และสัมพันธ์การสะท้อน
ความแม่นยําในการวัดที่โดดเด่นของเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายมาจากกระบวนการปรับระดับที่ซับซ้อนที่กําจัดความผิดพลาดที่เกิดขึ้นในระบบ โดยการวัดมาตรฐานที่ทราบกัน (เปิด, สั้น, ความจุ)ระบบมีลักษณะ S-parameters ของตัวเอง, จากนั้นก็กําจัดความผิดพลาดเหล่านี้จาก DUT ในการวัดในระหว่างการพัฒนาหลัง
มาตรฐานการปรับประมาณโดยทั่วไปตามมาตรฐานการวัดของประเทศ ทําให้สามารถแก้ไขความผิดพลาดผ่านคณิตศาสตร์เวกเตอร์การปรับระดับสองประตูเต็ม (การแก้ไขความผิดพลาด 12 เทอม) แก้ไขทิศทาง, การตรงกันของแหล่ง/ภาระ, การตอบสนองความถี่ และความผิดพลาดในการแยก
ขณะที่การปรับระดับกําจัดความผิดพลาดที่เป็นระบบ แต่ยังคงมีหลายแหล่งความผิดพลาดที่ไม่สามารถซ้ําได้:
แนวทางการวัดที่ดีที่สุด ได้แก่
ข้อควรระวังเหล่านี้ช่วยลดการส่งเสริมความผิดพลาดที่ไม่มั่นคงให้น้อยที่สุดและรับประกันความแม่นยําของการวัด
เครื่องวิเคราะห์เครือข่ายเป็นเครื่องมือที่จําเป็นในการวัดอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยและการจัดการความผิดพลาดอย่างรอบคอบ, วิศวกรสามารถระบุและปรับปรุงการทํางานของเครือข่ายวงจรด้วยความแม่นยํา การทักษะเทคนิคการวิเคราะห์เครือข่ายยังคงเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับมืออาชีพที่ทํางานใน RF,และการออกแบบวงจรดิจิตอลความเร็วสูง.
ผู้ติดต่อ: Mr. ALEXLEE
โทร: +86 15626514602
Thai
