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Messungen mit demMessungen mit demVektor NetzwerkanalysatorVektor Netzwerkanalysator
VNWAVNWA
Bodo Scholz, DJ9CSBodo Scholz, DJ9CS
22dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
Inhalt des VortragesInhalt des Vortrages
Skalarer Skalarer NetzwerkanalysatorNetzwerkanalysatorVektorieller Vektorieller NetzwerkanalysatorNetzwerkanalysatorVNWA von DG8SAQVNWA von DG8SAQ-- AufbauAufbau-- StreuparameterStreuparameter-- KalibrierenKalibrieren
Messen mit dem VNWAMessen mit dem VNWAFilter, Antennenanalysator, Bauteile, LCRFilter, Antennenanalysator, Bauteile, LCR--Meter,Meter,Quarze, Quarze, ZeitbereichsreflektometrieZeitbereichsreflektometrie, ..., ...
VNWA als VNWA als SpektrumanalyzerSpektrumanalyzer
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SkalarerSkalarer NetzwerkanalysatorNetzwerkanalysator
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SkalarerSkalarer NetzwerkanalysatorNetzwerkanalysator
Ein Beispiel für einen Ein Beispiel für einen skalarenskalaren NetzwerkanalysatorNetzwerkanalysatorist der bekannte Netzwerktester NWT vom FUNKAMATEURist der bekannte Netzwerktester NWT vom FUNKAMATEUR
55dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
Vektor NetzwerkanalysatorVektor Netzwerkanalysator
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Vektor Netzwerkanalysator VNWA von DG8SAQVektor Netzwerkanalysator VNWA von DG8SAQ
77dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
für Funkamateurefür Funkamateure
Frequenzbereiche von Vektor NetzwerkanalysatorenFrequenzbereiche von Vektor Netzwerkanalysatoren
Analysatoren, die auch ZweitorAnalysatoren, die auch Zweitor--Messungen ermöglichenMessungen ermöglichen
88dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
Prinzip des VNWA von DG8SAQPrinzip des VNWA von DG8SAQ
99dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
DDS AusgangssignaleDDS Ausgangssignale
1010dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
Taktfrequenzen der DDSTaktfrequenzen der DDS
Max. Taktfrequenz der DDS laut Datenblatt: 400 MHzMax. Taktfrequenz der DDS laut Datenblatt: 400 MHz
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StreuparameterStreuparameter
ZZLL Wellenwiderstand der LeitungWellenwiderstand der Leitung
1212dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
StreuparameterStreuparameter
Allgemein gilt folgender Zusammenhang Allgemein gilt folgender Zusammenhang
bb11 = S= S1111 x ax a11 + S+ S1212 x ax a22
bb22 = S= S2121 x ax a11 + S+ S2222 x ax a22
für Anpassung am Tor 2 gilt afür Anpassung am Tor 2 gilt a22 = 0= 0
SS1111 = b= b11 / a/ a11
SS2121 = b= b22 / a/ a11
1313dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
StreuparameterStreuparameter
SS1111 EingangsreflexionsfaktorEingangsreflexionsfaktorSS2121 VorwärtstransmissionsfaktorVorwärtstransmissionsfaktorSS2222 AusgangsreflexionsfaktorAusgangsreflexionsfaktorSS1212 RückwärtstransmissionsfaktorRückwärtstransmissionsfaktor
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StreuparameterStreuparameter
Aus den Streuparametern und dem bekannten Wellenwiderstand ZAus den Streuparametern und dem bekannten Wellenwiderstand ZLL
lassen sich alle anderen Größen berechnen. Als Beispiele seinenlassen sich alle anderen Größen berechnen. Als Beispiele seinenhier das Stehwellenverhältnis und der komplexe Eingangswiderstanhier das Stehwellenverhältnis und der komplexe Eingangswiderstanddbetrachtet. betrachtet.
VSWR = VSWR = ((1 + 1 + IISS1111I) / (I) / (1 1 -- IISS1111I) I)
Z = ZZ = ZLL xx ((1 + S1 + S1111) / () / (1 1 -- SS1111) )
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Hauptplatine des VNWA von DG8SAQHauptplatine des VNWA von DG8SAQ
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Hauptplatine des VNWA von DG8SAQHauptplatine des VNWA von DG8SAQ
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VNWA mit USBVNWA mit USB--Interface und SoundchipInterface und Soundchip
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Vektor Netzwerkanalysator VNWA von DG8SAQVektor Netzwerkanalysator VNWA von DG8SAQ
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Software VNWA Software VNWA -- KalibrierenKalibrieren
Bevor die VNWA Software genutzt werden kann, muss sie kalibriertBevor die VNWA Software genutzt werden kann, muss sie kalibriert werden.werden.Hier erfolgt die Frequenzkalibrierung über das SetupHier erfolgt die Frequenzkalibrierung über das Setup--Menü. Menü.
Sollfrequenz 10.000000 MHzSollfrequenz 10.000000 MHz
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Software VNWA Software VNWA -- KalibrierenKalibrieren
Hier erfolgt die eigentliche Kalibrierung des Messsystems. Hier erfolgt die eigentliche Kalibrierung des Messsystems.
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SMA KalibrierstandardsSMA Kalibrierstandards
Short Open Short Open LoadLoad
BuchsenBuchsen
SteckerStecker
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VNWA mit Adapter auf NVNWA mit Adapter auf N--NormNorm
SMA Buchsen und Stecker sind empfindlich und besitzen eineSMA Buchsen und Stecker sind empfindlich und besitzen eineLebensdauer von >500 Zyklen. Für den täglichen Einsatz habe ichLebensdauer von >500 Zyklen. Für den täglichen Einsatz habe icheinen Adapter auf die robusten Neinen Adapter auf die robusten N--Buchsen aufgebaut.Buchsen aufgebaut.
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Kalibrieren und BezugsebeneKalibrieren und Bezugsebene
NN
SMASMA
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Kalibrieren und BezugsebeneKalibrieren und Bezugsebene
Die Kalibrierdaten werden abgespeichertDie Kalibrierdaten werden abgespeichertund dann im Setup entsprechend der und dann im Setup entsprechend der Konfiguration / Bezugsebene vor den Konfiguration / Bezugsebene vor den
Messungen ausgewählt.Messungen ausgewählt.
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Smith DiagrammSmith Diagramm
KurzschlussKurzschluss offenoffen50 Ohm50 Ohm
VSWR = 2VSWR = 2
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DynamikbereichDynamikbereich
ÜbersprechenÜbersprechen
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Beispiel Tiefpassfilter Beispiel Tiefpassfilter
Die gemessenen komplexen Daten Die gemessenen komplexen Daten können im können im TouchstoneTouchstone--FormatFormatexportiert werden.exportiert werden.
Für dieses Beispiel: Für dieses Beispiel: 80mTP80mTP--1.s2p1.s2p
In diesem Standardformat kann einIn diesem Standardformat kann einAustausch mit Geräten von R&S Austausch mit Geräten von R&S oder oder Agilent Agilent (HP) stattfinden.(HP) stattfinden.
Ebenso können die Daten wieder Ebenso können die Daten wieder zur weiteren Bearbeitung in diezur weiteren Bearbeitung in dieVNWAVNWA--Software importiert werden.Software importiert werden.
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Beispiel Tiefpassfilter Beispiel Tiefpassfilter
Importieren von Importieren von 80mTP80mTP--1.s2p1.s2p
in die VNWA Softwarein die VNWA Software
Bedienung und mögliche DarstellungenBedienung und mögliche Darstellungender Software zeigen.der Software zeigen.
2929dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
Messbereich bis 1300 MHzMessbereich bis 1300 MHz
Messobjekt: 20cm SMA Kabel mit 100 Ohm AbschlussMessobjekt: 20cm SMA Kabel mit 100 Ohm Abschluss
3030dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
VNWA als AntennenanalysatorVNWA als Antennenanalysator
Dipol mit Speiseleitung soll bei 3.71 MHz betrieben werdenDipol mit Speiseleitung soll bei 3.71 MHz betrieben werden
Daten am Eingang derDaten am Eingang derSpeiseleitung bei 3.71 MHzSpeiseleitung bei 3.71 MHz
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VNWA als AntennenanalysatorVNWA als Antennenanalysator
Matching Matching ToolTool
EingabedatenEingabedaten
AusgabedatenAusgabedaten
-- 3.71 MHz3.71 MHz-- 24.61 Ohm II 69424.61 Ohm II 694 pF pF
-- CpCp = 998= 998 pFpF-- Ls Ls = 1.42 µH= 1.42 µH
AnpassnetzwerkAnpassnetzwerk
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VNWA als AntennenanalysatorVNWA als Antennenanalysator
Dipol mit Speiseleitung plus Anpassnetzwerk bei 3.71 MHzDipol mit Speiseleitung plus Anpassnetzwerk bei 3.71 MHzIn der Versuchsschaltung sind die L und C Werte nicht ganz exaktIn der Versuchsschaltung sind die L und C Werte nicht ganz exakt umgesetztumgesetzt
3333dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
VNWA als AntennenanalysatorVNWA als Antennenanalysator
2m Vertikalantenne2m VertikalantenneMessung am Ende von ca. 22m Messung am Ende von ca. 22m KoaxkabelKoaxkabel
3434dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
VNWA als AntennenanalysatorVNWA als Antennenanalysator
70cm Vertikalantenne70cm VertikalantenneMessung am Ende von ca. 22m Messung am Ende von ca. 22m KoaxkabelKoaxkabel
Umrechnung auf den Ort der Antenne selbstUmrechnung auf den Ort der Antenne selbst
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Messungen an BauteilenMessungen an Bauteilen
100 100 pF pF mit langen Anschlussdrähtenmit langen Anschlussdrähten
SerienresonanzSerienresonanzbei 86.3 MHzbei 86.3 MHz
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Messungen an Bauteilen / LCRMessungen an Bauteilen / LCR--MeterMeter
3737dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
Messungen an Bauteilen / LCRMessungen an Bauteilen / LCR--MeterMeter
3838dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
Ausmessen von QuarzenAusmessen von Quarzen
15 MHz Quarz15 MHz Quarz
3939dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
Ausmessen von QuarzenAusmessen von Quarzen
tooltool““crystal analyzercrystal analyzer““
modelmodel fitfit
4040dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
ZeitbereichsreflektometrieZeitbereichsreflektometrie
Fehlerortung auf KabelnFehlerortung auf Kabeln
Impedanzänderungen auf einem Kabel führen zu Reflexionen.Impedanzänderungen auf einem Kabel führen zu Reflexionen.
Diese Reflexionen führen frequenzabhängig zu periodischen Diese Reflexionen führen frequenzabhängig zu periodischen Impedanzänderungen am Kabelanfang.Impedanzänderungen am Kabelanfang.
Die Entfernung vom Kabelanfang zur Störung bestimmt die PeriodeDie Entfernung vom Kabelanfang zur Störung bestimmt die Periodedieser Variationen.dieser Variationen.
Kurze Entfernung Kurze Entfernung <<--> lange Periode> lange PeriodeLange Entfernung <Lange Entfernung <--> kurze Periode > kurze Periode
4141dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
ZeitbereichsreflektometrieZeitbereichsreflektometrie
Beispiel: 2 Beispiel: 2 Koaxkabel Koaxkabel mit Kupplung hintereinander geschaltetmit Kupplung hintereinander geschaltet
4242dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
ZeitbereichsreflektometrieZeitbereichsreflektometrie
ECO FLEX 10 mit Verkürzungsfaktor 0.86ECO FLEX 10 mit Verkürzungsfaktor 0.86
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VNWA als VNWA als SpektrumanalyzerSpektrumanalyzer
Der VNWA ist nicht als Der VNWA ist nicht als SpektrumanalyzerSpektrumanalyzer entworfen worden,entworfen worden,kann aber doch rudimentär als solcher eingesetzt werden.kann aber doch rudimentär als solcher eingesetzt werden.
Bei Durchgangsmessungen (S21) arbeitet der VNWA mit demBei Durchgangsmessungen (S21) arbeitet der VNWA mit demRXRX--Eingang als Überlagerungsempfänger mit digitaler FilterungEingang als Überlagerungsempfänger mit digitaler Filterungauf der ZFauf der ZF--Ebene. Zu beachten ist, dass aufgrund des Ebene. Zu beachten ist, dass aufgrund des ungefilterten LO DDS Signals Phantomsignale im Spektrum ungefilterten LO DDS Signals Phantomsignale im Spektrum angezeigt werden können. angezeigt werden können.
4444dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
VNWA als VNWA als SpektrumanalyzerSpektrumanalyzer
Analyse eines Signals aus einem Si570 bei 6.6 MHzAnalyse eines Signals aus einem Si570 bei 6.6 MHz
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VNWA als VNWA als SpektrumanalyzerSpektrumanalyzer
Analyse eines Signals aus einem SMDU SignalgeneratorAnalyse eines Signals aus einem SMDU SignalgeneratorFrequenz bei 432 MHz, 10 kHz AmplitudenmodulationFrequenz bei 432 MHz, 10 kHz Amplitudenmodulation
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Integrierte Integrierte HelpHelp--Funktion Funktion
Es gibt kein Handbuch zum VNWA.Es gibt kein Handbuch zum VNWA.Die integrierte Die integrierte HelpHelp--Funktion bietet eine ausführlicheFunktion bietet eine ausführlicheUnterstützung bei Einrichtung und Betrieb des VNWA.Unterstützung bei Einrichtung und Betrieb des VNWA.
Als Handbuchersatz steht der komplette Inhalt desAls Handbuchersatz steht der komplette Inhalt desHelpHelp--Files auf PDF Dokument zur Verfügung. DieseFiles auf PDF Dokument zur Verfügung. DieseVNWA_HELP.VNWA_HELP.pdfpdf Datei kann hier heruntergeladenDatei kann hier heruntergeladenwerden:werden:
http://sdrhttp://sdr--kits.net/DG8SAQ/VNWA/VNWA_HELP.pdfkits.net/DG8SAQ/VNWA/VNWA_HELP.pdf
4747dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
Wo gibt es den VNWA und Unterstützung?Wo gibt es den VNWA und Unterstützung?
http://www.sdrhttp://www.sdr--kits.net/kits.net/http://www.sdrhttp://www.sdr--kits.net/VNWA/VNWA_Description.htmlkits.net/VNWA/VNWA_Description.html
http://groups.yahoo.com/group/VNWA/http://groups.yahoo.com/group/VNWA/ (Englisch)(Englisch)Offizieller Platz zur Ankündigung von Updates, Offizieller Platz zur Ankündigung von Updates, für Fragen und Diskussionen rund um den VNWA.für Fragen und Diskussionen rund um den VNWA.
http://www.qrpforum.de/index.http://www.qrpforum.de/index.phpphp (Deutsch)(Deutsch)Hier nach VNWA oder auch VNA suchen.Hier nach VNWA oder auch VNA suchen.Dort sind viele Hintergrundinformationen undDort sind viele Hintergrundinformationen undhilfsbereite hilfsbereite OMsOMs zu finden.zu finden.
4848dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
VNWA auf der Ham Radio 2010VNWA auf der Ham Radio 2010
SDRSDR--KitsKitsist in der Halle A1 Stand E43 vertreten.ist in der Halle A1 Stand E43 vertreten.
Jan, G0BBLJan, G0BBLwird dort alle weiteren Fragen zum VNWA, insbesondere wird dort alle weiteren Fragen zum VNWA, insbesondere auch zu den Liefermöglichkeiten gerne beantworten. Er auch zu den Liefermöglichkeiten gerne beantworten. Er hat eine begrenzte Anzahl von fertig aufgebauten Geräten hat eine begrenzte Anzahl von fertig aufgebauten Geräten zum Verkauf mitgebracht. zum Verkauf mitgebracht.
4949dj9cs@dj9cs@darcdarc.de .de VNWAVNWA
AnmerkungAnmerkung
Ich habe hier den VNWA vorgestellt und ganz bewusstIch habe hier den VNWA vorgestellt und ganz bewusstauf Vergleiche mit anderen Systemen verzichtet.auf Vergleiche mit anderen Systemen verzichtet.
So wie beim Kauf eines Autos oder So wie beim Kauf eines Autos oder TransceiversTransceivers ist ist jeder gefordert, sich über die unterschiedlichen jeder gefordert, sich über die unterschiedlichen Systeme zu informieren und entsprechend seinen Systeme zu informieren und entsprechend seinen Anforderungen eine Wahl zu treffen.Anforderungen eine Wahl zu treffen.