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Principes de l'analyseur de réseau

2023-09-26

Lorsque tous les terminaux portuaires d'un réseau multiport arbitraire correspondent, l'onde progressive incidente entrée par le nième port sera dispersée vers tous les autres ports et émise. Si l'onde progressive sortante du m-ème port est bm, alors le paramètre de diffusion entre le port n et le port m est Smn = bm/an. Un réseau à double port possède quatre paramètres de diffusion S11, S21, S12 et S22. Lorsque les deux terminaux correspondent, S11 et S22 sont respectivement les coefficients de réflexion des ports 1 et 2, S21 est le coefficient de transmission du port 1 au port 2 et S12 est le coefficient de transmission dans le sens opposé. Lorsque le terminal m d'un certain port ne correspond pas, l'onde progressive réfléchie par le terminal rentre dans le port m. Cela peut être vu de manière équivalente puisque le port m correspond toujours, mais il y a une onde progressive am incidente sur le port m. De cette façon, dans tous les cas, un système d'équations simultanées de la relation entre les ondes progressives incidentes et de sortie équivalentes et les paramètres de diffusion au niveau de chaque port peut être répertorié. Sur cette base, tous les paramètres caractéristiques du réseau peuvent être résolus, tels que le coefficient de réflexion de l'extrémité d'entrée, le rapport d'onde stationnaire de tension, l'impédance d'entrée et divers coefficients de transmission directe et inverse lorsque les bornes ne correspondent pas. Il s'agit du principe de fonctionnement le plus fondamental d'unanalyseur de réseau. Le réseau à port unique peut être considéré comme un cas particulier du réseau à deux ports. En plus de S11, il y a toujours S21=S12=S22. Pour un réseau multiport, en plus d'un port d'entrée et d'un port de sortie, des charges correspondantes peuvent être connectées à tous les autres ports, ce qui équivaut à un réseau à deux ports. En sélectionnant tour à tour chaque paire de ports comme entrée et sortie du réseau équivalent à deux ports, en effectuant une série de mesures et en répertoriant les équations correspondantes, tous les paramètres de diffusion n2 du réseau à n ports peuvent être résolus, et tout ce qui concerne le Un réseau n-port peut être obtenu. Paramètres caractéristiques. Le côté gauche de la figure 3 montre le principe de l'unité de test lors de la mesure de S11 avec un quatre portsanalyseur de réseau. Les flèches indiquent les chemins de chaque vague voyageuse. Le signal de sortie de la source de signal u est entré dans le port 1 du réseau testé via le commutateur S1 et le coupleur directionnel D2, qui est l'onde incidente a1. L'onde réfléchie du port 1 (c'est-à-dire l'onde sortante b1 du port 1) est transmise au canal de mesure du récepteur via le coupleur directionnel D2 et le commutateur. La sortie de la source de signal u est simultanément transmise au canal de référence du récepteur via le coupleur directionnel D1. Ce signal est proportionnel à a1. Ainsi, le récepteur amplitude-phase à double canal mesure b1/a1, c'est-à-dire que S11 est mesuré, y compris son amplitude et sa phase (ou partie réelle et partie imaginaire). Pendant la mesure, le port 2 du réseau est connecté à la charge correspondante R1 pour répondre aux conditions spécifiées par les paramètres de diffusion. Un autre coupleur directionnel D3 dans le système se termine également par la charge correspondante R2 pour éviter les effets indésirables. Les principes de mesure des trois paramètres S restants sont similaires à celui-ci. Le côté droit de la figure 3 montre les positions où chaque commutateur doit être placé lors de la mesure de différents paramètres Smn.

Avant la mesure proprement dite, trois étalons avec des impédances connues (telles qu'un court-circuit, un circuit ouvert et une charge adaptée) sont utilisés pour que l'instrument effectue une série de mesures, appelées mesures d'étalonnage. En comparant les résultats de mesure réels avec les résultats idéaux (sans erreur d'instrument), chaque facteur d'erreur du modèle d'erreur peut être calculé et stocké dans l'ordinateur, de sorte que les résultats de mesure du dispositif testé puissent être corrigés. Calibrez et corrigez en conséquence à chaque point de fréquence. Les étapes de mesure et les calculs sont très complexes et dépassent les capacités humaines.

Ci-dessusanalyseur de réseauest appelé analyseur de réseau à quatre ports car l'instrument dispose de quatre ports, qui sont respectivement connectés à la source de signal, à l'appareil testé, au canal de mesure et au canal de référence de mesure. Son inconvénient est que la structure du récepteur est complexe et que l’erreur générée par le récepteur n’est pas incluse dans le modèle d’erreur.