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也可更换高精度电子压力传感器等等。网络分析仪是一种功能强大的仪器,正确使用时,可以达到极高的精度。它的应用也十分广泛,在很多行业都不可或缺,尤其在测量无线射频(RF)元件和设备的线性特性方面非常有用。现代网络分析仪还可以应用于更具体的场合,例如,信号完整性和材料的测量。随着业界款PXI网络分析仪的推出,你完全可以摆脱传统网络分析仪的高成本和大占地面积的,轻松地将网络分析仪应用于设计验证和产线测试。你可以使用所示的矢量网络分析仪测量设备的幅度,相位和阻抗。由于网络分析仪是一种封闭的激励-响应系统,你可以在测量RF特性时实现绝佳的精度。当然,充分理解网络分析仪的基本原理,对于你大限度的受益于网络分析仪非常重要。
在过去的十年中,矢量网络分析仪由于其较低的成本和的制造技术,流行度超过了标量网络分析仪。虽然网络分析理论已经存在了数十年,但是直到20世纪80年代早期台现代独立台式分析仪才诞生。在此之前,网络分析仪身形庞大复杂,由众多仪器和外部器件组合而成,且功能受限。NIPXIe-5630的推出标志着网络分析仪发展的又一个里程碑,它将矢量网络分析功能成功地赋予了灵活,软件定义的PXI模块化仪器平台。通常我们需要大量的测量实践,才能实现的幅值和相位参数测量,避免重大错误。由于射频仪器测量的不确定性,小的错误很可能会被忽略不计。而网络分析仪作为一种精密的仪器能够测量出极小的错误。网络是一个被高频率使用的术语。
有很多种现代的定义。就网络分析而言,网络指一组内部相互关联的电子元器件。网络分析仪的功能之一就是量化两个射频元件间的阻抗不匹配,大限度地提高功率效率和信号的完整性。每当射频信号由一个元件进入另一个时,总会有一部分信号被反射,而另一部分被传输,类似于所示。这就好比光源发出的光射向某种光学器件,例如透镜。其中,透镜就类似于一个电子网络。根据透镜的属性,一部分光将反射回光源,而另一部分光被传输过去。根据能量守恒定律,被反射的信号和传输信号的能量总和等于原信号或入射信号的能量。在这个例子中,由于热量产生的损耗通常是微不足道的,所以忽略不计。通过反射系数和传输系数,你可以更深入地了解被测器件(DUT)的性能。回顾光的类比,如果一面镜子,你会希望得到高反射系数。如果DUT是一个镜头,你会希望得到高传输系数。而太阳镜可能同时具有反射和透射特性。电子网络的测量方式与测量光器件的方式类似。网络分析仪产生一个正弦信号,通常是一个扫频信号。响应时,会传输并且反射入射信号。传输和反射信号的强度通常随着入射信号的频率发生变化。对于入射信号的响应是性能以及系统特性阻抗不连续性的表征。例如,带通滤波器的带外具有很高的反射系数,带内则具有较高的传输系数。如果DUT略微偏离特性阻抗则会造成阻抗失配,产生额外的非期望响应信号。我们的目标是建立一个的测量方法,测量响应,同时大限度的减少或不确定性。反射系数(G)和传输系数(T)分别对应入射信号中反射信号和传输信号所占的比例。
示意了这两个向量。现代网络分析基于散射参数或S-参数扩充了这种思想。参数是一种复杂的向量,它们代表了两个射频信号的比值。S-参数包含幅值和相位,在笛卡尔形式下表现为实和虚。S-参数用S坐标系表示,X代表DUT被测量的输出端,代表入射RF信号激励的DUT输入端。图4示意了一个简单的双端口器件,它可以表征为射频滤波器,衰减器或放大器。S11定义为端口1反射的能量占端口1入射信号的比例,S21定义为传输到DUT端口2的能量占端口1入射信号的比例。参数S11和S21为前向S-参数,这是因为入射信号来自端口1的射频源。对于从端口2入射信号,S22为端口2反射的能量占端口2入射信号的比例,S12为传输到DUT端口1的能量占端口2入射信号的比例。
它们都是反向S-参数。矢量网络分析仪作为射频微波元器件性能评价的一个基本工具,有着广泛的应用,下面我们通过一个滤波器的测试过程来看一看矢量网络分析仪E5063A是如何测试一个射频微波元器件的。设置矢量网络分析仪E5063A的测试参数:起始和截至频率,中频带宽和测试点数,然后执行校准移除系统误差,这里我们使用了既快又准的E-cal校准。在校准前请观察E-Cal的LED指示灯是否已经变为绿色,绿色代表ECal已经准备完毕可以开始校准(如果您使用的是N755x系列电子校准件,它启动后即可开始校准,无需等待。另外一个必须注意的是要检查网分的源输出功率,避免损坏电子校准件或者让电子校准件过载。我们将源输出功率调整为-15dBm。
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在某些状况下,测量数据之前的简单搅拌可以系统发生沉降。在操作粘度计之前,必须先确定粘度计地固定在桌子上并且在适当的高度。选择转子与转速组合,并装置到粘度计上。粘度计并且使其达到稳定的读数。然而转子加速过程中所获得的动量,可能会造成读数在稳定读数附近有摆动的现象。有数种方法可以获得较令人满意的数据。在某些情况中,必须花分钟的时间以达到稳定。一般条件下,你只需要等待一个合理的时间让读数稳定。
再现性更高的方法是在让转子转一定周期之后再读取数据。由于不同转速情形不同,另一个可行的办法是在转子旋转一定时间时候再读取数据。你也许会发现读数并不会呈现稳定而是一直跳动。这常常是由于流体的非牛顿性质所造成的。但是如果读数持续增加或下降,代表流体的性质可能会随时间而变化,这种情况下就需要另外的技巧已获得正确的粘度。数字式粘度计的扭力显示,即使在稳定状态达到以后,也许仍有会%或%的跳动。这种情况下,只要读取平均的数据即可。
较大的跳动可能由其它原因所造成。我们通常十分关心粘度计的度。以下是一些测试可以帮助我们了解粘度计的状况轴承的损坏也会造成粘度计读数不正确与再现性降低。下列方法的交替测试可以帮助你评估这些机械装置的状况数字式粘度计必须将电源打开,但马达关闭。将转子连接器转动角度,并且放开使其自动回转。如果每次都可以顺利地回转,代表轴承是没有问题的。按测量键,粘度值应是如果连接器缓缓或不顺利地回转,代表这样的粘度计并不能良好运作并需要维修。
后可以使用标准粘度样品校正粘度计。根据操作手册,小心测量这些标准粘度样品。尼润公司提供的标准粘度样品误差范围在±\%内)是一个十分理想的选择。由于可能会有不能预期的流力行为,我们并不建议使用其它流体做为校正用。如果粘度计可以通过以上全部的测试,那么此粘度计的表现应该会令人满意的。如果仍然觉得测量出的数据不合理,请与我们尼润公司联系。重新校正数字式粘度计在许多环境下,使用尼润公司粘度计测量粘度时,并无法使用ml烧杯容器。
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