DE19926454C2 - Vektorieller Netzwerkanalysator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft und geht aus von einem vektoriellen Netzwerkanalysator laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Vektorielle Netzwerkanalysatoren dieser Art sind bekannt (beispielsweise nach deutscher Patentschrift 44 01 068). Sie arbeiten überwiegend nach dem sogenannten Überlagerungsprinzip und ermöglichen in einem weiten Frequenzbereich die Messung der Streuparameter eines Meßobjektes nach Betrag und Phase. Alle bisher üblichen Netzwerkanalysatoren benutzen für die beiden getrennten Meßzweige jeweils einen gemeinsamen in der Frequenz durchstimmbaren Hochfrequenzgenerator, der über einen Umschalter wechselweise an die Meßzweige angeschaltet wird.

Zur Erhöhung der Meßgeschwindigkeit wurde auch schon vorgeschlagen, zwei getrennte Hochfrequenzgeneratoren vorzusehen, die unabhängig voneinander über einen Prozessor einstellbar sind und deren Ausgangssignale abwechselnd den Meßtoren zugeführt werden (ältere deutsche Patentanmeldung Offenlegungsschrift 198 57 834, Spalte 2, Zeilen 30 bis 40 und 59 bis 64).

Mit diesen bekannten Netzwerkanalysatoren, bei denen die Signale eines einzigen Hochfrequenzgenerators bzw. zweier getrennter Hochfrequenzgeneratoren abwechselnd den Meßtoren zugeführt werden, können die Streuparameter eines Meßobjektes nicht unter echten Betriebsbedingungen gemessen werden, denn während der Messung der Vorwärtsparameter mittels des einen Meßzweiges wird in Rückwärtsrichtung kein Meßsignal in das Meßobjekt eingespeist und umgekehrt. Es erhält immer nur ein Meßtor ein Meßsignal, während das andere Meßtor passiv abgeschlossen ist. Bestimmte Meßobjekte wie Verstärker zeigen jedoch unter Last, d. h. im aktiven Betrieb, andere Kenndaten, als sie auf diese Weise gemessen werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen vektoriellen Netzwerkanalysator zu schaffen, mit dem unter echten Betriebsbedingungen die Streuparameter eines Meßobjektes meßbar sind.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem vektoriellen Netzwerkanalysator laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung wird für jeden Meßzweig ein eigener Hochfrequenzgenerator benutzt und die Hochfrequenzsignale dieser Generatoren werden gleichzeitig den zugehörigen Meßstellen zugeführt. Damit können an einem beliebigen Meßobjekt gleichzeitig in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung Messungen durchgeführt werden, es ist nur noch erforderlich, die Hochfrequenzsignale dieser Generatoren voneinander unterscheidbar zu machen, beispielsweise dadurch, daß sie unterschiedlich moduliert werden oder daß sie unterschiedliche Frequenz aufweisen. Das erfindungsgemäße Prinzip kann dabei sowohl bei Netzwerkanalysatoren mit nur zwei Meßtoren als auch bei solchen mit drei oder mehr Meßtoren angewendet werden, es sind dann nur entsprechend mehrere getrennte Hochfrequenzgeneratoren erforderlich. Das erfindungsgemäße Prinzip besitzt darüberhinaus noch den Vorteil, daß ein breitbandiger HF-Umschalter überflüssig ist, der bei den bekannten Netzwerkanalysatoren erhebliche Probleme und Nachteile mit sich bringt. Außerdem gibt es weniger dynamische Einschwingprobleme, da die Pegelregelungen nicht ständig zwischen den Extremwerten EIN und AUS arbeiten müssen. Mit einem erfindungsgemäßen Netzwerkanalysator können die Streuparameter von echten Betriebsfällen erfaßt werden, beispielsweise eine breitbandige Ausgangsanpassung bei einem konstanten Großsignal am Eingang des Meßobjektes. Es lassen sich auch einfach Multiportsysteme durch Vervielfachung der Test- und Referenzzweige aufbauen und es können auch auf einfache Weise Intermodulationsmessungen mit Mehrtonerregung durchgeführt werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Figur zeigt das Prinzipschaltbild eines zwei Meßtore 1 und 2 aufweisenden vektoriellen Netzwerkanalysators mit zwei Meßzweigen Z1 und Z2, die über getrennte Hochfrequenzgeneratoren G1 und G2 gespeist sind. Die Generatoren G1 und G2 sind in einem vorgegebenen Frequenzbereich gemeinsam durchstimmbar. In den Meßzweigen Z1 und Z2 sind Viertore R1 und R2 angeordnet, die beispielsweise als Meßbrücken oder Richtkoppler ausgebildet sind und mit denen Meßstellen M1 bis M4 verbunden sind, mittels welcher Spannungsmessungen nach Betrag und Phase in den Meßzweigen durchführbar sind. Es können so am Ein- und Ausgang des Meßobjektes DUT, das zwischen die beiden Meßtore geschaltet ist, jeweils die komplexen Reflexions- und Transmissionsfaktoren in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gleichzeitig gemessen werden. Die Auswertung der Meßwerte der Meßstellen erfolgt in einer nicht dargestellten Auswerteinrichtung.

Zur Unterscheidung der gleichzeitig am Meßobjekt DUT anliegenden Hochfrequenzsignale der beiden gleichzeitig angeschalteten Hochfrequenzgeneratoren G1 und G2 sind diese Hochfrequenzsignale f1 bzw. f2 beispielsweise unterschiedlich moduliert oder sie unterscheiden sich in der Frequenz voneinander. Die unterschiedliche Modulation kann beliebig sein, es sind hierfür alle voneinander unterscheidbaren bekannten Modulationsarten geeignet. Der Frequenzversatz der beiden Hochfrequenzsignale wird vorzugsweise unter Berücksichtigung der gewünschten Dynamik und der Auflösebandbreite der die Meßwerte verarbeitenden HF-Empfänger gewählt.

Claims (3)

1. Vektorieller Netzwerkanalysator mit mindestens zwei Meßtoren (1, 2), denen jeweils ein eigener Hochfrequenzgenerator (G1, G2) zugeordnet ist und deren Meßzweige (Z1, Z2) jeweils Viertore (R1, R2) mit zugehörigen Meßstellen (M1 bis M4) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzsignale (f1, f2) der Hochfrequenz-Generatoren (G1, G2) voneinander unterscheidbar sind und gleichzeitig den zugehörigen Meßtoren (1, 2) zugeführt werden.

2. Netzwerkanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzsignale der gesonderten Hochfrequenzgeneratoren (G1, G2) unterschiedlich moduliert sind.

3. Netzwerkanalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzsignale der Hochfrequenz-Generatoren (G1, G2) unterschiedliche Frequenz (f1, f2) aufweisen.