Векторний аналізатор LVNA 6 USB (LibreVNA) 100 кГц – 6 ГГц

Векторний аналізатор LVNA 6 USB (LibreVNA) 100 кГц – 6 ГГц

LVNA 6 USB (LibreVNA) — двопортовий векторний аналізатор кіл із підключенням до комп’ютера через USB, призначений для вимірювання параметрів високочастотних і радіочастотних пристроїв у широкому діапазоні від 100 кГц до 6 ГГц. Прилад підтримує повний комплекс двопортових вимірювань S11, S21, S12 та S22, що дає змогу досліджувати як відбиття сигналу, так і його проходження через досліджуваний пристрій.

Аналізатор побудований із використанням трьох АЦП для одночасної вибірки даних. Така архітектура забезпечує високу швидкість роботи: LVNA 6 USB здатний виконувати понад 10 000 точок повних двопортових вимірювань менш ніж за одну секунду. Для стандартного сканування на 4000 точок час вимірювання двох портів становить менше 500 мс за смуги IFBW 50 кГц.

Широкий частотний діапазон до 6 ГГц

Однією з ключових особливостей LibreVNA є робочий діапазон 100 кГц – 6 ГГц. Він охоплює широкий спектр завдань, пов’язаних із дослідженням антен, фільтрів, кабельних трактів, узгоджувальних кіл та інших високочастотних компонентів. Точність встановлення частоти становить <2 ppm, а кількість точок одного вимірювання може задаватися в межах від 2 до 4501.

Для отримання оптимальної точності важливо враховувати особливості роботи приладу на краях його частотного діапазону. На частотах вище 3 ГГц характеристики поступово знижуються зі збільшенням частоти, а ізоляція портів на 6 ГГц становить близько 50 дБ. На частотах нижче 1 МГц ефективний динамічний діапазон також зменшується і на частоті 100 кГц становить приблизно 70 дБ. Через особливості конструкції ізоляція в напрямку S12 приблизно на 10 дБ гірша, ніж у напрямку S21.

Повне вимірювання S-параметрів

LVNA 6 USB працює як повноцінний двопортовий векторний аналізатор і вимірює чотири основні S-параметри: S11, S21, S12 і S22. Вихідний тестовий сигнал почергово спрямовується на кожен із двох РЧ-портів, а вхідні сигнали вимірюються на обох портах.

Коли сигнал подається на порт 1, аналізатор визначає параметри S11 та S21. Після перемикання джерела сигналу на порт 2 вимірюються S12 та S22. Такий принцип дає змогу оцінювати коефіцієнти відбиття й передавання в обох напрямках та проводити комплексний аналіз двопортових високочастотних пристроїв.

Номінальний імпеданс вимірювальних портів становить 50 Ом. Для підключення досліджуваного обладнання використовуються два роз’єми SMA female. Після калібрування спрямованість вимірювання відбиття перевищує 40 дБ.

Динамічний діапазон і 16-бітне перетворення

У конструкції аналізатора використовується джерело живлення з дуже низьким рівнем шуму та 16-бітний АЦП. Разом із прецизійним алюмінієвим екранованим корпусом, виготовленим методом ЧПК, це забезпечує ефективний динамічний діапазон до 100 дБ за відповідних умов вимірювання.

Для IFBW 10 Гц заявлений динамічний діапазон становить понад 95 дБ до 3 ГГц та понад 50 дБ до 6 ГГц. Смуга вимірювання регулюється в діапазоні від 10 Гц до 50 кГц, що дає можливість вибирати співвідношення між швидкістю сканування та параметрами вимірювання залежно від конкретного завдання.

Висока швидкість двопортового сканування

LVNA 6 USB розрахований не лише на широкий частотний діапазон, а й на швидке отримання великої кількості вимірювальних даних. Завдяки одночасній роботі трьох АЦП пристрій може сканувати понад 10 000 точок повного двопортового вимірювання менш ніж за одну секунду.

За конфігурації на 4000 точок і IFBW 50 кГц повний цикл двопортового вимірювання займає менше 500 мс. Це особливо зручно під час налаштування високочастотних вузлів, коли параметри необхідно контролювати після кожної зміни досліджуваної схеми.

Регульована вихідна потужність

Вихідна потужність тестового сигналу аналізатора регулюється в межах від -40 до 0 дБм. Це дозволяє вибирати необхідний рівень сигналу відповідно до особливостей досліджуваного пристрою та умов проведення вимірювань.

Додатковий режим аналізатора спектра

Крім основного режиму векторного аналізатора кіл, LVNA 6 USB може виконувати базові функції двоканального аналізатора спектра. Апаратна архітектура VNA має певну схожість з архітектурою спектрального аналізатора, тому пристрій можна використовувати для нескладних спектральних вимірювань.

Водночас цей режим є додатковим і не повинен розглядатися як повноцінна заміна спеціалізованого аналізатора спектра. Для нього характерні нижча швидкість роботи та відсутність придушення дзеркальних складових. Якщо потрібні базові спектральні вимірювання без окремого спеціалізованого приладу, ця функція розширює практичні можливості LibreVNA.

Режим генератора сигналів

Аналізатор також може використовуватися як генератор високочастотного сигналу. Доступний рівень вихідної потужності становить від -40 до 0 дБм. Водночас генератор є додатковою функцією LVNA 6 USB, а рівень сигналу не має точної амплітудної калібровки, що слід враховувати під час вимірювань, для яких критична абсолютна точність вихідної потужності.

Зовнішня опорна частота

LibreVNA оснащений окремими роз’ємами для роботи із зовнішньою опорною частотою. Вхід зовнішнього опорного сигналу виконаний на роз’ємі SMA female і розрахований на частоту 10 МГц. Вихід опорного сигналу також має роз’єм SMA female та може формувати сигнал частотою 10 або 100 МГц.

Можливість роботи із зовнішнім опорним сигналом корисна для побудови вимірювальних систем, у яких декілька приладів мають працювати від спільного частотного еталона.

Підключення через USB Type-C

Для обміну даними з комп’ютером використовується інтерфейс USB Type-C. Прилад підтримує роботу з 64-бітними операційними системами Windows і Linux. Керування вимірюваннями, налаштування параметрів і перегляд результатів виконуються за допомогою програмного забезпечення на підключеному комп’ютері.

Живлення LVNA 6 USB здійснюється від джерела постійної напруги 5 В, 1,5 А. Пристрій може отримувати живлення через USB або від окремого блока живлення через роз’єм 3,5 мм. Орієнтовна споживана потужність становить близько 7 Вт.

Оновлення прошивки

LVNA 6 USB підтримує оновлення внутрішнього програмного забезпечення. Передбачена можливість завантаження нової прошивки мікроконтролера та оновлення конфігурації FPGA. Це дозволяє використовувати актуальні версії програмної частини пристрою без заміни апаратної платформи.

Під час процедури оновлення прошивки не можна відключати живлення аналізатора, оскільки переривання процесу запису може призвести до некоректного завершення оновлення.

Основні технічні характеристики LVNA 6 USB

LVNA 6 USB для вимірювання ВЧ і НВЧ кіл

Завдяки двом вимірювальним портам, діапазону до 6 ГГц, підтримці повного набору S-параметрів і високій швидкості сканування векторний аналізатор LibreVNA LVNA 6 USB можна використовувати для комплексного дослідження характеристик радіочастотних кіл. Прилад дозволяє аналізувати відбиття та проходження сигналу, оцінювати параметри узгодження і передавання та працювати з різними двопортовими ВЧ-компонентами.

Додаткові режими генератора сигналів і базового аналізатора спектра розширюють функціональність пристрою, а USB-підключення та підтримка оновлення прошивки роблять LVNA 6 USB зручним інструментом для лабораторних, сервісних і налагоджувальних вимірювань.