Назначение
Анализаторы цепей векторные S50x4x предназначены для измерений комплексных коэффициентов передачи и отражения (элементов матрицы рассеяния) многополюсников.
Описание
Конструктивно анализаторы цепей векторные объединяют в одном корпусе генераторы испытательного и гетеродинного сигналов, аттенюатор регулировки выходной мощности, коммутатор (переключатель направления распространения испытательного сигнала), измерительные секции, многоканальный приёмник, блок управления с сигнальным процессором и блок питания.
Принцип действия анализаторов цепей векторных основан на выделении падающего, прошедшего через исследуемый многополюсник, и отраженного от его входов сигналов, формировании напряжений, пропорциональных этим сигналам, с помощью высокостабильного супергетеродинного приёмника, цифровой обработке и индикации измеряемых величин.
К данному типу анализаторов цепей векторных S50x4x относятся модификации S50244, S50444, S50240 и S50440, которые отличаются друг от друга верхней границей диапазона рабочих частот, количеством и типом соединителей измерительных портов.
Таблица 1 - Модификации
Модификация | Диапазон рабочих частот | Коаксиальный волновод соединителей измерительных портов |
S50244 | от 10 МГ ц до 44 ГГ ц | 2,4/1,04 мм, 2 порта |
S50444 | от 10 МГ ц до 44 ГГ ц | 2,4/1,04 мм, 4 порта |
S50240 | от 10 МГц до 40 ГГц | 2,92/1,27 мм, 2 порта |
S50440 | от 10 МГц до 40 ГГц | 2,92/1,27 мм, 4 порта |
Анализаторы цепей векторные поддерживают разные способы калибровки и коррекции результатов измерений коэффициентов передачи и отражения. Калибровка выполняется с помощью автоматических калибровочных модулей или механических наборов мер, имеющих коаксиальные соединители, фланцы волноводов или другую конструкцию для подключения в требуемой волноведущей структуре.
Функциональные возможности средств измерений определяются набором программно-аппаратных опций.
Таблица 2 - Описание доступных опций
Опция | Описание |
SRC-2 | Аппаратная опция. Встроенный второй источник сигнала. |
TD | Программная опция. Анализ во временной области. Расчет импульсной и переходной характеристик электрических цепей с возможностью фильтрации (стробирования) по времени. |
MXR | Программно-аппаратная опция. Измерение устройств с переносом частоты. Поддерживаются скалярный и векторный методы. |
PLS | Программно-аппаратная опция. Измерение комплексных коэффициентов передачи и отражения в импульсном режиме. |
NF | Программно-аппаратная опция. Измерение коэффициента шума. |
SA | Программная опция. Режим анализатора спектра. |
ПР-002 (AFR) | Программная опция. Перенос плоскости калибровки в автоматическом режиме. Исключение оснастки. |
Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.
Заводской номер, идентифицирующий каждый экземпляр средства измерений, наносится на наклейку, размещаемую на задней панели, в виде цифрового обозначения.
Общий вид анализаторов цепей векторных приведён на рисунках 1 и 2. Место нанесения знака утверждения типа и схема пломбировки от несанкционированного доступа приведены на рисунках 3 и 4.
Рисунок 2 - Пример общего вида четырехпортового анализатора цепей векторного
Пример задней панели четырехпортового прибора
Пример задней панели двухпортового прибора
Рисунок 4 - Схема пломбировки на задней панели анализаторов
Рисунок 3 - Место нанесения знака утверждения типа на наклейке на задней панели анализаторов
Программное обеспечение
Анализаторы цепей векторные работают под управлением внешнего персонального компьютера с установленным программным обеспечением, которое проводит обработку информации и выполняет ряд вычислительных функций. Для связи с персональным компьютером используется интерфейс USB, тип соединителя USB B.
Метрологически значимой частью программного обеспечения являются файлы S2VNA.exe или SNVNA для модификаций S50244, S50240, а также файлы S4VNA.exe или SNVNA для модификаций S50444, S50440.
Влияние программного обеспечения не приводит к выходу метрологических характеристик анализаторов цепей векторных за пределы допускаемых значений.
Уровень защиты программного обеспечения «низкий» в соответствии с Рекомендацией Р 50.2.077-2014.
Таблица 3 - Идентификационные данные программного обеспечения S2VNA, S4VNA
Идентификационные данные (признаки) | Значение |
Идентификационное наименование ПО | S2VNA, S4VNA |
Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 21.0.0 |
Таблица 4 - Идентификационные данные программного обеспечения SNVNA
Идентификационные данные (признаки) | Значение |
Идентификационное наименование ПО | SNVNA |
Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 22.0.0 |
Технические характеристики
Таблица 5 - Метрологические характеристики
Наименование характеристики | Значение |
Диапазон рабочих частот, МГц: модификация S50244, S50444 модификация S50240, S50440 | от 10 до 44000 от 10 до 40000 |
Пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты выходного сигнала | ±2-10-6 |
Диапазон установки уровня выходной мощности, дБм: от 10 МГ ц до 40 ГГ ц включ. св. 40 до 44 ГГц | от -50 до 0 от -50 до -5 |
Пределы допускаемой относительной погрешности установки уровня выходной мощности (в диапазоне температур окружающей среды от +18 до +28 °С), дБ | ±2,0 |
Верхняя граница линейности амплитудной характеристики измерительных приемников, соответствующая компрессии 0,1 дБ, дБм | 0 |
Уровень собственного шума приемников, нормализованный к полосе 1 Гц, в диапазоне частот, дБм, не более: от 10 МГц до 27 ГГц включ. св. 27 до 40 ГГц включ. св. 40 до 44 ГГц | -143 -135 -130 |
Диапазон измерений модуля коэффициента отражения | от 0 до 1 |
Наименование характеристики | Значение |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений модуля коэффициента отражения Пределы нормированы для двухполюсников или четырехполюсников с бесконечным ослаблением | ±[Ed + (Er-1>S| + Es-|S„f], где \Sii\ действительный (или измеренный) модуль коэффициента отражения исследуемого устройства в линейном масштабе (отн. ед.); Ed.... эффективная направленность; Er .... эффективный трекинг отражения; Es .... эффективное согласование источника. |
Диапазон измерений фазы коэффициента отражения, градус | от -180 до 180 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений фазы коэффициента отражения в диапазоне модуля коэффициента отражения \Su\ от 0,018 до 1,000 (от -35 до 0 дБ), ° | ±[1,0+(180/л) - arcsin(A|Sii|/|Sii|)] |
Диапазон измерений КСВН | от 1,0 до 4,5 |
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений КСВН, % | ±[2-A|Sii|-100] / [1-|Sii|2-A|Sii|-(1+|Sii|)] |
Диапазон измерений модуля коэффициента передачи при уровне выходной мощности -10 дБм и полосе фильтра промежуточной частоты 10 Гц, дБ: от 10 МГц до 27 ГГц включ. св. 27 до 40 ГГц включ. св. 40 до 44 ГГц | от -113 до +10 от -105 до +10 от -100 до +10 |
Диапазон измерений модуля коэффициента передачи при любом уровне выходной мощности и полосе фильтра промежуточной частоты, дБ | от Dmin = ( Pnf(A[if) - Pout + 10 ) до Dmax = ( Plin - Pout ) где Plin ...верхняя граница линейности амплитудной характеристики измерительных приемников, дБм; Pout.........уровень выходной мощности, дБм; Pnf(A/if)..уровень собственного шума приёмников в полосе пропускания фильтра промежуточной частоты A/if, дБм: Pnf(A/f) = PnF(A/if.1Hz) + 10-lg(A/iF / A/if.1Hz) A/if..........ширина полосы пропускания фильтра промежуточной частоты при измерении, Гц; A/if ihz ширина полосы пропускания фильтра промежуточной частоты, равная 1 Гц. |
Наименование характеристики | Значение |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений модуля коэффициента передачи | ±S}[(Et-1) + EsSI +El-\Sjj\ + + DMiN-\Sjt\l + L-(\Sji\/DMAx)2], где \Si\ действительный (или измеренный) модуль коэффициента передачи в линейном масштабе (отн. ед.); \Sii\ и \Sj/\ ....действительный (или измеренный) модуль коэффициента отражения входа и выхода исследуемого устройства в линейном масштабе; Et эффективный трекинг передачи; El эффективное согласование нагрузки; L = 0,012..........коэффициент, характеризующий линейность амплитудной характеристики приёмников; Dmin и Dmax нижняя и верхняя границы диапазона измерений модуля коэффициента передачи, линейный масштаб; Для перевода из логарифмического масштаба, выраженного в дБ, в линейный: D[lin] = 10P[dB] / 20. |
Диапазон измерений фазы коэффициента передачи, ° | от -180 до 180 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений фазы коэффициента передачи, ° | ±[0,5+(180/л) • arcsin(A\S/i\/\Sji\)] |
Среднее квадратическое отклонение трассы при измерении модуля коэффициентов передачи и отражения в диапазоне частот и полосе фильтра промежуточной частоты 3 кГц, дБ, не более | 0,004 |
Полоса пропускания фильтра промежуточной частоты, Г ц | от 1 до 2-106 |
Таблица 6 - Основные технические характеристики
Наименование характеристики | Значение |
Параметры измерительных портов: тип соединителей: модификация S50244, S50444 модификация S50240, S50440 волновое сопротивление, Ом нескорректированные параметры, дБ, не менее | NMD 2,4 мм, вилка NMD 2,92 мм, вилка 50 приведены в таблице 7 |
Напряжение питания от сети переменного тока частотой 50 или 60 Гц, В: модификация S50244, S50240 модификация S50444, S50440 | от 100 до 253 от 198 до 242 |
Потребляемая мощность от сети переменного тока, Вт, не более: модификация S50244, S50240 модификация S50444, S50440 | 75 150 |
Время установления рабочего режима, мин, не более | 40 |
Время непрерывной работы, ч, не менее | 16 |
Габаритные размеры (длинах ширинах высота), мм, не более: модификация S50244, S50240 модификация S50444, S50440 | 425 х 235 х 96 440 х 395 х 96 |
Масса, кг, не более: модификация S50244, S50240 модификация S50444, S50440 | 6,0 9,8 |
Рабочие условия эксплуатации: температура окружающей среды, С относительная влажность воздуха при температуре +25 °С, %, не более атмосферное давление, кПа | от +5 до +40 90 от 70,0 до 106,7 |
Таблица 7 - Нескорректированные параметры
Диапазон частот | Направленность, дБ | Согласование источника, дБ | Согласование нагрузки, дБ |
от 10 МГц до 27 ГГц включ. | 10 | 10 | 10 |
св. 27 до 40 ГГ ц включ. | 8 | 10 | 10 |
св. 40 до 44 ГГ ц | 8 | 10 | 10 |
Таблица 8 - Эффективные параметры
Диапазон частот | Ed | Es | El | (Er-1) | (Et-1) |
от 10 МГц до 27 ГГц включ. | 0,008 (42 дБ) | 0,013 (38 дБ) | 0,008 (42 дБ) | 0,012 (0,10 дБ) | 0,012 (0,10 дБ) |
св. 27 до 40 ГГ ц включ. | 0,010 (40 дБ) | 0,020 (34 дБ) | 0,010 (40 дБ) | 0,017 (0,15 дБ) | 0,012 (0,10 дБ) |
св. 40 до 44 ГГ ц | 0,010 (40 дБ) | 0,020 (34 дБ) | 0,010 (40 дБ) | 0,017 (0,15 дБ) | 0,012 (0,10 дБ) |
Знак утверждения типа
наносится на заднюю панель анализаторов цепей векторных в соответствии с рисунком 3 методом наклейки и на титульный лист руководства по эксплуатации (в верхней части листа) типографским способом.
Комплектность
Таблица 9 - Комплектность средства измерений
Наименование | Обозначение | Количество |
Анализатор цепей векторный | S50244, S50444, S50240, S50440 | 1 шт. |
Кабель USB | - | 1 шт. |
Кабель питания | - | 1 шт. |
Программное обеспечение | - | 1 шт. |
Руководство по эксплуатации | РЭ 26.51.43-175-21477812-2022 | 1 экз. |
Формуляр | ФО 26.51.43-175-21477812-2022 | 1 экз. |
Примечания: 1 Конкретная модификация определяется при заказе. 2 Принадлежности, к которым относятся измерительные кабели и переходы, а также средства калибровки, поставляются по отдельному заказу. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 4 «Порядок работы» руководства по эксплуатации.
Нормативные документы, устанавливающие требования к средству измерений
ГОСТ Р 8.813-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений волнового сопротивления, комплексных коэффициентов отражения и передачи в коаксиальных волноводах в диапазоне частот от 0,01 до 65,00 ГГц
Приказ Росстандарта от 26 сентября 2022 г. № 2360 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»;
Приказ Росстандарта от 30 декабря 2019 г. № 3461 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 9 кГц до 37,5 ГГц»;
Приказ Росстандарта от 9 ноября 2022 г. № 2813 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 37,5 до 118,1 ГГц»;
МИ 3411-2013 ГСИ. Анализаторы цепей векторные. Методика определения метрологических характеристик;
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия;
ТУ 26.51.43-175-21477812-2022 Анализаторы цепей векторные S50x4x. Технические
условия.