ZNB3000 vector netwerk analyzer

Snel, nauwkeurig en heel flexibel

Met meer dan 70 jaar ervaring op het gebied van vector netwerk analyse stelt Rohde & Schwarz nieuwe normen met de R&S ZNB3000 vector netwerk analyzer familie. Deze robuuste, algemene netwerk analyzers combineren hoge meetnauwkeurigheid en snelheid met uitzonderlijke RF-prestaties en een breed scala aan opties voor veeleisende toepassingen.

Voor ontwikkelaars die niet met hoogfrequente of zeer snelle digitale elektronica werken, is een vector netwerk analyzer (kortweg VNA) een magisch apparaat. Alleen al de weergave van meetresultaten in een zogenaamde Smith Chard (afbeelding 1) wordt door menigeen niet begrepen. Een simpele XY-grafiek snapt iedereen, maar wat je op een Smith Card af kunt lezen, vraagt toch wat meer kennis. Toch is het toepassen van een VNA en begrijpen wat hij bepaalt, niet echt ingewikkeld. Een VNA meet namelijk de complexe impedantie van een onderdeel, een schakeling, een transmissielijn, een coaxkabel of een antenne. Ook zijn filters door te meten en af te stemmen.Het is waar dat een VNA vooral door hoogfrequenttechnici gebruikt wordt. Daar speelt het frequentiegedrag van onderdelen een belangrijke rol. Weten wat de complexe impedantie van componenten en ingangen is, speelt immers een belangrijke rol bij het frequentiegedrag van schakelingen. Verder moeten antennes netjes afgestemd zijn op de gebruikte frequentie om optimaal te functioneren. Een VNA kan u helpen om snel en eenvoudig deze afstemklus te klaren.
Ook voor ontwikkelaars van digitale elektronica die met hele hoge klokfrequenties werken, is een VNA een onmisbaar hulpmiddel. Bij dergelijke hoge frequenties kunnen niet goed gedimensioneerde printsporen een impedantie vertonen die de integriteit van de digitale verstoort. Een VNA is kortom een instrument dat in feite op geen enkel lab mag ontbreken.

Twee of vier poorten

De nieuwe VNA is in verschillende uitvoeringen leverbaar. Allereerst zijn dat de twee- of vierpoorts uitvoeringen. Daarbij heeft de vierpoorts optioneel twee onafhankelijke signaalgeneratoren aan boord. Voor veel meettoepassingen is de VNA met twee porten voldoende, maar voor complexere metingen of voor metingen aan gebalanceerde verbindingen is een vierpoorts een must.
Afhankelijk van uw applicatie kunt u verschillende frequentiebereiken kiezen. Lopende vanaf 9 kHz kunt u kiezen voor een meetbereik tot 4,5 GHz, 9 GHz, 20 GHz en 26,5 GHz. Met een sweep-tijd van 11,8 ms doorloopt het instrument het door u gekozen meetgebied met 1601 meetpunten. Dit zijn er behoorlijk veel, maar bedenk dat in één keer het hele frequentiegebied willen bekijken, niet verstandig is. Bij de VNA met als hoogte frequentie 26,5 GHz liggen dan de stappen ruim 16 MHz uit elkaar. De kans is dan groot dat u niet ziet wat u wilt zien. Gelukkig zijn begin en eindfrequentie van de sweep zelf in te stellen. Is het frequentiegebied dat u wilt bekijken bijvoorbeeld 10 MHz breed, dan liggen de meetpunten slechts 6 kHz uit elkaar. Heel nauwkeurig kunt u dan het impedantiegedrag van uw DUT zien. Prettig is dan het grote dynamisch bereik van 150 dB (afbeelding 2).

Opvallend is ook het hoge uitgangsvermogen van de signaalgenerator. Deze is instelbaar tot +11 dBm bij 26,5 GHz. Dit in combinatie met het grote dynamisch bereik maakt dat het instrument probleemloos inzetbaar is voor metingen aan bijvoorbeeld kabels waarin nogal wat demping plaats vindt.

Flexibel

Het grote touchscreen biedt zoveel ruimte dat metingen overzichtelijk naast elkaar weergegeven kunnen worden. Dat is wel wat anders dan het over elkaar heen plakken van de verschillende grafieken. Daar komt bij dat de GUI dusdanig is opgezet dat het plaatsen van bijvoorbeeld markers of het inzoomen op de resultaten heel gemakkelijk gaat.
Flexibiliteit zien we ook bij het frequentiebereik. Wie dit later uit wil breiden, kan dat (uiteraard tegen betaling) laten uitvoeren. U kunt dus beginnen met een kleiner frequentiebereik en mocht dit nodig zijn, dan is later probleemloos dit uit te breiden. Een nieuw instrument kopen is dan niet noodzakelijk.

Kalibratie

Net als elke VNA moet de ZNB3000 ook gekalibreerd worden voor het frequentiebereik en de meetopstelling die u gaat gebruiken. Daarvoor zijn er de welbekende belastingen short, open en load. R&S heeft hiervan meerdere uitvoeringen. Het is zelfs mogelijk om de kalibratie geheel automatisch uit te voeren met behulp van de kalibratie-unit die hiervoor ontwikkeld is. Doordat de VNA over uitstekende temperatuur- en langetermijnstabiliteit beschikt, zijn betrouwbare metingen mogelijk over meerdere dagen zonder herkalibratie.
Voor metingen aan bijvoorbeeld printsporen (afbeelding 3) beschikt de VNA optioneel over uitgebreide embedding/deembedding capaciteiten. De S-parameters van de test-fixtures kunnen zo gemakkelijk gecompenseerd worden.

Vele opties

Op het front heeft de VNA twee of vier aansluitingen, maar wie bij het uitgebreidste exemplaar de achterkant bekijkt, zal zich verbazen. Zoals in afbeelding 4 te zien is, is het aantal aansluitingen enorm. Veel daarvan zijn wel optioneel zodat u zelf kunt bepalen wat u nodig denkt te hebben om zo niet te hoeven betalen voor opties die u toch nooit gaat gebruiken. Ook intern zijn er veel opties mogelijk. De lijst met opties is lang. Vooraf moet u dan ook goed nadenken wat u nu en in de toekomst van uw VNA verwacht.