矢量网络分析仪测相位延迟(矢量网络分析仪时域功能)

海潮机械 2023-01-18 21:48 编辑:admin 295阅读

1. 矢量网络分析仪时域功能

经典的数据压缩算法

三大类:预测编码、变换编码、统计编码

常用的解除相关性的措施是预测和变换,其实质都是进行序列的映射。

一般,预测编码有可能完全解除序列的相关性,但须确知序列的概率特性;变换编码一般只解除矢量内部的相关性,但它可有许多可供选择的变换方法,以适应不同的信源特性。

一、预测编码:

若有一个离散信号序列,序列中各离散信号之间有一定的关联性,则利用这个序列中若干个信号作为依据,对下一个信号进行预测,然后将实际的值与预测的值的差进行编码。

预测编码中典型的压缩算法有DPCM、ADPCM等,它们适合于声音、图像数据的压缩。

(1)DPCM中文术语为差分脉冲编码调制(differentialpulse code modulation的缩写)

利用样本与样本之间存在的信息冗余来进行编码的一种数据压缩技术

基本思想:根据过去的样本去估算下一个样本信号的幅度大小,这个值称为预测值,然后对实际信号值与预测值之差进行量化编码,从而就减少了表示每个样本信号的位数

它与脉冲编码调制(PCM)不同的是,PCM是直接对采样信号进行量化编码,而DPCM是对实际信号值与预测值之差进行量化编码,存储或者传送的是差值而不是幅度绝对值,这就降低了传送或存储的数据量。可适应大范围变化的输入信号。

差分脉冲编码调制(DPCM)的基本出发点就是对相邻样值的差值进行量化编码。由于此差值比较小,可以为其分配较少的比特数,进而起到了压缩数码率的目的。

(2)ADPCM的概念

ADPCM的中文术语为自适应差分脉冲编码调制(adaptive difference pulse code modulation的缩写)

综合了APCM的自适应特性和DPCM系统的差分特性,是一种性能比较好的波形编码技术

它的核心想法是:

利用自适应的思想改变量化阶的大小,即使用小的量化阶(step-size)去编码小的差值,使用大的量化阶去编码大的差值。

使用过去的样本值估算下一个输入样本的预测值,使实际样本值和预测值之间的差值总是最小。

二、变换编码

变换编码是指在发送端,先对信号进行映射变换,然后再针对变换后的信号进行量化和编码;在接受端,则先将收到的信号进行解码等操作,然后再进行反映射变换,以再现原始信号。变换编码是在变换域上解除相关性,以提高信息传输效率的。

变换编码中系统压缩数据有三个步骤,即映射变换、映射变换域采样和量化编码。

对于图像信源等相关性更强的信源,常采用基于正交变换的变换编码方法进行数据压缩。

变换编码中的关键技术在于正交变换。与预测编码一样,正交变换是通过消除信源序列中的相关性来达到数据压缩的。它们之间的区别在于预测编码是在空间域(或时间域)内进行的,而变换编码则是在变换域(或频率域)内进行的。

变换编码用到的算法:如离散傅里叶变换(DFT)、离散余弦变换(DCT)、沃尔什变换(WHT)等,其中性能较接近KL变换的是离散余弦变换(DCT),某些情况下,DCT能获得与KL变换相同的性能,因此DCT也被称为准最佳变换。

三、子带编码

子带编码是一种在频率域中进行数据压缩的算法。其指导思想是首先在发送端将图像信号在频率域分成若干子带,然后分别对这些子带信号进行频带搬移,将其转换成基带信号,再根据奈奎斯特定理对各基带信号进行取样、量化和编码,最后合并成为一个数据流进行传送。

子带编码有几个突出的优点:

对不同的子带分配不同的比特数可以很好控制各个子带的量化电平数及重建信号时的量化误差方差值,进而获得更好的主观听音质量。

由于各个子带相互隔开,使各个子带的量化噪声也相互独立,互不影响,量化噪声被束缚在各自的子带内。这样,某些输入电平比较低的子带信号不会被其它子带的量化噪声所淹没。

子带划分的结果,使各个子带的采样频率大大的降低。

四、小波变换编码

小波变换恰巧弥补了DCT变换未能满足宽带图像的高数据压缩要求的缺憾。小波变换是一种能够在频率上自由伸缩的变换,因此它是一种不受带宽约束的图像压缩方法。

小波变换的一个重要性质是它在时域和频域均具有很好的局部化特征,它能够提供目标信号各个频率子段的频率信息。这种信息对于信号分类是非常有用的。

小波变换一个信号为一个小波级数,这样一个信号可由小波系数来刻画。

五、统计编码

给已知统计信息的符号分配代码的数据无损压缩方法。

编码方法:香农-范诺编码、霍夫曼编码、算术编码。

哈夫曼编码方法:

(1)将信源消息符号按其出现的概率大小依次排列,

(2)取两个概率最小的字母分别配以0和1两个码元,并将这两个概率相加作为一个新字母的概率,与未分配的二进符号的字母重新排队。

(3)对重排后的两个概率最小符号重复步骤(2)的过程。

(4)不断继续上述过程,直到最后两个符号配以0和1为止。

(5)从最后一级开始,向前返回得到各个信源符号所对应的码元序列,即相应的码字。

费诺编码方法:

费诺编码方法

(1)将信源消息符号按其出现的概率大小依次排列。 。

(2)将依次排列的信源符号按概率值分为两大组,使两个组的概率之和近于相同,并对各组赋予一个二进制码元“0”和“1”。

(3)将每一大组的信源符号进一步再分成两组,使划分后的两个组的概率之和近于相同,并又赋予两个组一个二进制符号“0”和“1”。

(4)如此重复,直至每个组只剩下一个信源符号为止。

(5)信源符号所对应的码字即为费诺码。

2. 矢量网络分析仪时域测试

数据显示是将系统内部或外部存储器中的数据以可见或可读形式输出,有数据值直接显示、数据表显示、各种统计图形显示等形式。

在地理信息系统中,反映空间信息的数据还可以图形或图像形式显示。

数据显示除与数据本身有关外,还与显示设备有关。

对于高分辨彩色显示器、彩色绘图机,显示精度高,并可利用不同颜色表示出不同数值。

对于单色显示器、打印机,需设计不同显示符号来表示不同数值,以提高显示效果。

在触发信号到来之前,逻辑分析仪不断地采集和存储数据,一旦触发信号到来,存满观察窗口数据后,逻辑分析仪立即转入显示阶段。

根据逻辑分析仪的用途不同,显示的方式也是多种多样的,主要有状态表显示和定时图显示两类,此外,还有矢量图显示、映射图显示、多窗口显示。

1.状态表显示

所谓状态表显示,就是将数据信息用“1”、“0”组合的逻辑状态表的形式显示在屏幕上。

状态表的每一行表示一个时钟脉冲(与被测系统同步的外时钟)对应的一个多通道采集的数据。

状态显示可将存储器的内容以二进制、八进制、十六进制的形式显示在屏幕上,或者将总线上出现的数据翻译成各种微处理器的汇编语言源程序,实现反汇编显示。这种显示特别适用于软件调试。

为了便于测试,有些逻辑分析仪中设置有两组存储器,一组存储标准数据或正常响应的数据,另一组存储被测数据。

这样,可在屏幕上同时显示两个状态表,并把两个表中的不同状态用高亮字符显示出来,自动进行了比较显示。

2.定时图显示

定时图显示像多通道示波器显示多个波形一样,将存入存储器的数据流按逻辑电平及其时间关系显示在屏幕上,即显示各通道波形的时序关系。

定时图方式是一种时域测量方式,但定时图显示的波形不是实际波形,而是该通道在等间隔采样时间点上采样的信号的逻辑电平值,是一串已被重新构成、类似方波的波形,称为“伪波形”。

为了实时地再现波形,要求尽可能高的时钟频率(通常是逻辑分析仪的内时钟)来对输入信号进行采样,但由于受时钟频率和存储容量的限制,取样点不可能无限密,应根据被测对象合理地选用时钟频率。

定时图显示多用于硬件的时序分析,以及检测被测被检波形中各种不正常的毛刺脉冲等,例如分析集成电路输入/输出端的时序与逻辑关系、I/O的中断请求与CPU的应答信号的定时关系等。

3.图解显示

(1)矢量图显示

矢量图又称点图,是把要显示的数字量用数-模(D-A)转换电路转化成模拟量,然后显示在屏幕上。

它类似于示波器的X-Y模式显示,X(水平)轴表示数据出现的实际顺序,Y(垂直)轴表示被显示数据的模拟数值(刻度可由用户设定),每个数字量在屏幕上形成一点,称为“状态点”。

系统的每个状态在屏幕上各有一个对应的点,这些点分布在屏幕上组成一幅图,称之为“矢量图”。矢量显示模式显示出状态点的变化轨迹可用于检查一个程序的执行情况。

(2)映射图显示

映射图显示可以用来宏观地分析数据流,观察系统动态运行的全貌。映射图显示把采集到的每一个数据分成高位和低位两部分,再分别用两个D-A转换器变换成模拟信号,分别驱动X、Y通道显示。

这样每个数据就对应显示器上的一个确定的光点,并用一系列光点表示一个数据流。

4.多窗口显示

逻辑分析仪可设置多个显示窗口。例如,将一个屏幕分成两个窗口显示,上窗口显示该处理系统的I/O端在某一时段的定时图,下窗口显示经反汇编后的微处理器的汇编语言源程序。

由于上、下两个窗口的图形在时间上、逻辑上是相关的,因而对硬件电路的定时和软件程序的执行可同时进行观察,软、硬件可联合调试。

5.统计资料显示

经过审核、分组、汇总等步骤,统计整理的最终成果就是数据的显示。统计表和统计图是统计资料显示的基本形式,具有简洁、明了、直观和形象的特点。

3. 矢量网络分析仪相位

意思是:

1.S11:从被测设备(DUT)的一个端口反射的信号量,也称为回波损耗。

2.S21:信号通过被测设备时的变化(幅度和相位变化,也称为插入损耗或增益)。

4.S22:被测设备另一端口的信号反射。

4. 矢量网络分析仪使用方法

矢量网络分析仪器是一种电磁波能量的测试设备。它既能测量单端口网络或两端口网络的各种参数幅值,又能测相位,矢量网络分析仪能用史密斯圆图显示测试数据。矢量网络分析仪器 一种电磁波能量的测试设备。矢量网络分析仪的原理与使用力直接取决于系统的动态范围指标。

相位波动参数的测试是利用矢量网络分析仪的电子延迟(Electrical Delay)功能来实现的。

直接观察插入相移通常不是很有用,这是因为器件的电长度相移相对于频率呈现负斜率(器件越长,斜率越大)。

由于只有偏离线性相移才会引起失真,因此希望移去相位响应的线性部分。

利用网络分析仪的电子延迟功能,能够抵消被测器件的电长度,结果得到与线性相移的偏差,即相位波动(失真)。

矢量网络分析仪既能测量单端口网络或两端口网络的各种参数幅值,又能测相位,矢量网络分析仪能用史密斯圆图显示测试数据。矢量网络分析仪功能很多,被称为"仪器之王",是射频微波领域的万用表,对使用者的专业技术要求还是比较高的;矢网主要是根据频率来划分的,频率越高,价格自然就越高。

5. 矢量网络分析仪的功能

深圳市极致汇仪科技有限公司成立于2013年。专注于高端精密无线测试仪器类产品的自主研发、生产与销售,是国家高新技术企业、深圳市“双软”企业。

公司的主打产品WLAN测试仪,目前已经成为WLAN测试行业最有影响力品牌之一。2019年,又推出最新的面向射频测量的VNA系列矢量网络分析仪。现已服务超过500余家客户,产品品质及技术服务能力得到客户的一致好评。

6. 矢量网络分析仪如何实现时域测量

一、残留边带调制(VSB)

残留边带调制VSB是一种幅度调制法(AM),它是在双边带调制的基础上,通过设计适当的输出滤波器,使信号一个边带的频谱成分原则上保留,另一个边带频谱成分只保留小部分(残留)。该调制方法既比双边带调制节省频谱,又比单边带易于解调。

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数字传输几种常用的调制方式

一、残留边带调制(VSB)

残留边带调制VSB是一种幅度调制法(AM),它是在双边带调制的基础上,通过设计适当的输出滤波器,使信号一个边带的频谱成分原则上保留,另一个边带频谱成分只保留小部分(残留)。该调制方法既比双边带调制节省频谱,又比单边带易于解调。

目前,美国A TSC数字电视地面传输采用的就是残留边带调制方式。根据调制电平级数的不同,VSB可分为4-VSB、8-VSB、16-VSB等。其中的数字表示调制电平级数。如8-VSB,表示有8种调制电平,即+7,+5,+3,+1,-1,-3,-5,-7。这样每个调制符号可携带3比特信息。

残留边带调制优点是技术成熟,便于实现,对发射机功放的峰均比要求低;不足的是抗多经和符号间干扰所需的均衡器相当复杂。

由于VSB抗多径,尤其是动态多径的能力差,迄今为止,A TSC只将其用于地面传输的固定接收和部分地区的便携接收。

二、编码正交频分复用调制(COFDM)

正交频分复用是一种多载波调制方式。编码的正交频分复用就是将经过信道编码后的数据符号分别调制到频域上相互正交的大量子载波上,然后将所有调制后信号叠加(复用),形成OFDM时域符号。

由于正交频分复用是采用大量(N个)子载波的并行传输,因此,在相等的传输数据率下,OFDM时域符号长度是单载波符号长度的N倍。这样其抗符号间干扰(ISI)的能力可显著提高,从而减轻对均衡的要求。

由于OFDM符号是大量相互独立信号的叠加,从统计意义上讲,其幅度近似服从高斯分布,这就造成OFDM信号的峰均功率比高。从而提高了对发射机功效线性度的要求,降低了发射机的功率效率。

三、正交幅度调制(QAM)

正交幅度调制(QAM)是一种矢量调制,它将输入比特先映射(一般采用格雷码)到一个复平面(星座)上,形成复数调制符号。然后将符号的I、Q分量(对应复平面的实部和虚部)采用幅度调制,分别对应调制在相互正交(时域正交)的两个载波(cos(wt)和sin(wt))上。这样与只作幅度调制(AM)相比,其频谱利用率高出一倍。

由于正交幅度调制,尤其是高维数的正交幅度调制,抗干扰能力差,接收时需要的信噪比高,故不宜用于条件恶劣的无线信道,而常用于有线信道。

7. 矢量网络分析仪频率范围

矢量网络分析仪的测量功能介绍 矢量网络分析仪可通过采用适当的转换器来测量所有参数。通常,采用S参数测试装置作为转换装置。S参数被用来分析高频电路。S21 和S12分别代表正向和反向传输因子,从而能得到传输特性。S11 和S22分别代表正向和反向反射因子,便能得到阻抗特性。 1、网络分析仪传输和阻抗特性 传输和阻抗特性是信号系统传输的基本特性,对传输系统的认知就是从这几个特性开始的。

矢量网络分析仪S21和S12方向可以测试传输特性,传输特性包括幅度、相位、幅频特性等;S11和S22方向可以测试阻抗特性,阻抗特性包括驻波、反射功率等。

2、网络分析仪时延值测量 在用到波形传输的场合,如数字通讯及视频设备(多种频率成分同时传输)等,时延时间的估量是非常重要的。

在那些以精确时延值为基准的系统中,准确的时延值测量是很重要的。矢量网络分析仪S21和S12方向可以精确测试系统正向和反向的传输时延值。 3、网络分析仪时域分析 Anritsu矢量网络分析仪可进行时域网络分析,它使用FFT/IFT算法将基于频域测量的数据变换到时域。

8. 矢量网络分析仪测时延

原理不难,说破了很简单。这类设备就是一个无线信号接收器,一个宽频的无线信号接收器。和收音机是一个原理。这个设备可接收的信号频段很宽,某些设备接收频段可以达到50MHz~12000MHz。这个频率范围除了卫星通信设备(卫星电话),基本上已经涵盖了所以无线传播设备的频率。例如最低检测频率低至50兆赫,这个频率比我们收听的调频广播频率还要低,这类低频通常是最简单音频监控,最高范围12G(12000MH),这就涵盖了目前民用通信所有的频段。例如蓝牙、WiFi、无绳电话、手机通信网络等。

这种设备检测的只是无线信号,但是接收到的无线信号并不能解调出来内容,而且也不需要解调传输内容,只要找到信号源就可以找到窃听偷拍设备,所以偷拍设备无论怎么加密传输,都可以被检测器检测到无线信号。但是这也是基于偷拍设备是无线传输的基础上,如果偷拍设备是插卡设备,类似行车记录仪,那么工作时是不会对外发射无线信号的,这类设备会有人定期去摘掉内存卡转移数据。例如宾馆酒店等房间。而商用的窃听监视设备很难做到定期去更换内存卡,并且数据延迟后“机密”也就没有价值了,所以办公室用此设备检测监控监听还是很奏效的。

9. 矢量网络分析仪的动态范围

一般的使用流程

确保电源线和底线正确连接后开机->设定合适的功率->设定起始状态->设置显示->调用已存储状态->进行两通道校准->存储状态->按要求连接器件->测量->长时间停用->关机

二、面板各按键的功能和操作

按左下方的电源键启动,启动后待仪器完成自检后进入启动界面,起始状态设置包括功率电平设定、仪器测量频带设置、测量数据轨迹的添加,可以选择在同一个屏幕显示多个轨迹或者在多个窗口中分别显示不同的轨迹。电力测功机进行测量之前要进行校准,或者调出以前校准的数据,一旦测试条件变化(如温度、环境、测试电缆发生变化),都要进行重新校准,在使用的过程中,我们可以将所测的数据和图像进行调出和保存,也可以在轨迹上添加标记点作为参考的比对,为了提高测试的动态范围而又不影响速度,必要事还需要进行分段扫描等操作。

上面提及的这些方面,我们都可以通过熟悉它的操作面板和熟悉其操作面板的功能后通过各个不同的按键的设置来实现。

10. 矢量网络分析仪测频谱

网络分析仪与频谱分析仪的用途不同。

矢量网络分析仪是用于测试器件或电路频率特性(包括幅频、相频特性)的仪器,或者说器件或电路的网络参数。

频谱分析仪是用于测量信号的频谱参数。当然现在频谱分析仪往往不仅可以测信号的频谱,有的还可对信号的调制参数进行分析。

有的频谱分析仪配有跟踪源,也可用于测试电路的频率特性,有类似于网络分析仪的作用,但一般只能测幅频特性,而不能测相频特性。 相当于标量网络分析仪的作用。

11. 矢量网络分析仪工作频率

采用调谐接机的矢量网络分析仪,可通过增加输出功率,减小中频带宽或利用平均功能(Avg) 来扩展测量动态。