在射频技术探索的过程中,测量一条传输线上各处的阻抗值以及在时间域或距离域中对被测器件中所存在的问题,例如器件特征的不连续性进行检查时,时域分析功能是非常有用的,时域测试结果的显示形式更为直观,所以掌握网络分析仪时域测量功能显得十分重要。矢量网络分析仪的基础功能是频域的S参数测量,而时域测量功能是其非常重要的扩展测量功能。时域测量功能可以这样理解:基础的频域测量直角坐标曲线,将横轴由频率轴转换为时间(长度)轴。
网络分析仪的频域/时域转换方法
常用类似于IFFT快速傅里叶逆变换的ICZT线性调频逆Z变换实现时域至频域转换,FFT和CZT进行时域至频域转换。
时域测量的横轴
时域测量的横轴是时间或者长度(距离)。
这里的长度L是电长度,根据真空电磁波速度c计算:
L=c·t
网络分析仪时域测量的应用
时域反射测量TDR:
反射测量是时域测量的主要方式,传输测量仅用于测量DUT的延时或区分多径;
线缆的故障定位;
传输线阻抗分析。
时域门控:
反射位置点选择测试;
多径分离判别;
材料测试;
优化校准技术。
低通|带通的设置
依据DUT的工作频率范围:起始频率为DC(0Hz)适用低通,否则选带通。注意低通模式需要满足谐波要求,即设置起始频率=频率间隔。低通模式需要定义频率零点的DUT特性:
阻抗匹配,Vdc=0
开路,Vdc=1
短路,Vdc=-1
可以设置自动外推计算
时域最大无模糊时间(距离)
网络分析仪频域设置的频率间隔Δf,决定了时域测量的最大无模糊时间:
Tmax=1/Δf
频域到时域变换结果是周期性的,无模糊(重复混叠)范围是
Tmax/2~+Tmax/2
时域脉冲宽度
网络分析仪频域设置的频率扫描范围SPAN,决定了时域测量脉冲(impule)响应的脉冲宽度,也是时间分辨率:
低通模式Δt=1/SPAN
带通模式Δt=2/SPAN
时域响应模式
脉冲(impulse)响应
适用于多数时域测试场景,时域波形为脉冲,位于DUT网络中失配的连接节点。
阶跃(step)响应
常用于测量DUT阻抗的连续变化,时域波形为连续阶跃。