Ich habe eine differenzielle Schaltung (BP + Verstärker + BP) mit ca. 1GHz Maximalfrequenz und möchte diese gerne "richtig" vermessen. Mit Single-Ended Schaltungen habe ich schon meine Erfahrungen, aber was muss man bei differenziellen Schaltungen beachten? Einen Eingang und einen Ausgang mit je 50Ohm abschließen und dann direkt mit dem Specki dran? Wie rechnet man um? Oder brauche ich je ein SE auf DIFF und DIFF auf SE Schaltung / Balun mit all den zusätzlichen nichtlinearitäten die ich vorher rauskalibrieren muss?
Dass der Königsweg über Baluns geht, dürfte klar sein. Halbwissen-Einschätzung: Sind es jeweils 50Ω gegen Ground und sehen die Bandpässe irgendwie "symmetrierend" aus, könnte jeweils Terminierung des "out-of-phase" gehen. Was du dann auch probieren solltest: am Eingang an in-phase speisen und out-of-phase terminieren, am Ausgang den in-phase terminieren und vom out-of-phase in den RX. Es muss dasselbe wie in-phase vs. in-phase rauskommen. Alle 4 Möglichkeiten testen. Dass bei der Methode 6dB Eingangseitig und 6dB Ausgangsseitig verloren gehen, dürfte klar sein... mfg mf
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Kommt darauf an, was Du messen willst. Zunächst sollte man sich vielleicht klar machen: Es gibt unsymmetrische Leitungen (Koaxial, Mikrosteifenleitung, etc.), und welche mit zwei gekoppelten Leitern und einem gemeinsamen Rückleiter. Letztere kann man differentiell und im Gleichtakt anregen. Im allgemeinen unterscheidet sich die Wellenausbreitung beider Moden (Impedanz, Ausbreitungskonstante) einer solchen Leitung, und sie hat auch nichts mit der Wellenausbreitung von nur einem der beiden Leiter (d.h. aufgefasst als unsymmetrische Leitung mit nur einem Leiter) zu tun. Wenn die zwei Leiter von der Geometrie her symmetrisch zum gemeinsamen Rückleiter angeordnet sind, kann man aber Zusammenhänge herleiten: Ist z.B. Z_0 die Impedanz eines Leiters, und sind Z_d und Z_c die Impedanz der differentiellen und der Gleichtakt-Mode, so ist Z_d = 2Z_0 und Z_c = Z_0/2. Willst Du nun also an je einem Port Deiner Anordnung (a) unsymmetrisch messen, d.h. einen Leiter anregen bzw. messen, und den anderen irgendwie terminieren (z.B. offen lassen; wie, wäre Definitionssache), oder (b) dort symmetrisch anregen bzw. messen, oder (c) dort differentiell anregen bzw. messen? Da Deine Anordnung zwei Ports hat, kann man auf diese Weise 36 S-Parameter unterscheiden. Von besonderem Interesse sind meistens: - Transmission (S_21) differentiell-differentiell, d.h. der Betrag ist die differentielle Verstärkung. - Transmission (S_21) Gleichtakt-differentiell, d.h. die Modenumwandlung, hier also Gleichtaktunterdrückung. - Reflexion (S_11) differentiell: differentielle Eingangsimpedanz. - Reflexion (S_11) Gleichtakt: Gleichtakt-Eingangsimpedanz. Luky S. schrieb: > möchte diese gerne "richtig" vermessen Man kann das mit einem 4-Port-VNA machen, der einem dann das Umrechnen der Messung der Wellengrößen an vier unsymmetrischen Ports auf differentielle und Gleichtakt-S-Parameter in der Firmware abnimmt. Diese Umrechnung geht aber von Annahmen aus, die bei einem nichtlinearen DUT nicht immer erfüllt sind. Dafür gibt es von den Messtechnik-Herstellern dieser Welt Lösungen, bei denen der VNA echte differentielle bzw. Gleichtaktsignale produziert, und ebenso misst. Bei R&S nennt sich das "True Differential Mode", was es für die besseren Geräte als Option gibt. Siehe auch dieses Dokument für eine kurze Zusammenfassung und ein paar Beispiele: https://scdn.rohde-schwarz.com/ur/pws/dl_downloads/dl_application/application_notes/1ez53/1EZ53_0E.pdf. Da ist auch eine Möglichkeit angedeutet, wie man mit vier Baluns auch Gleichtakt-Parameter vermessen kann. Achim M. schrieb: > Dass der Königsweg über Baluns geht, dürfte klar sein. Das hat auch gewisse Nachteile. Und ohne weitere Maßnahmen ist die Gleichtakt-Eingangsimpedanz eines idealen Baluns unendlich, was man nicht unbedingt haben will (oder meintest Du das mit "in-phase speisen und out-of-phase terminieren"?), da die Gleichtakt-S-Parameter i.d.R. auf eine andere Impedanz bezogen sind. Siehe auch das oben verlinkte Dokument.
Mario H. schrieb: > oder meintest Du das mit "in-phase speisen und out-of-phase > terminieren"? Genau, ich dachte mir, dass bei korrekter Terminierung einer Ader gewollt Modenumwandlung mit 6dB Pegelverlust stattfindet (Eingangs- und Ausgangsseitig). Danke für's Aufdröseln, mit gewöhnlichem VNA bekomme ich auch nur 12 von den 36 Messungen. mfg mf
Gerade nochmal nachgeschaut: Man kann aus einer 4-Port S-Parameter-Messung recht einfach auf zwei symmetrische Ports umrechnen, siehe Anhang (aus J. Dunsmore: Microwave Component Measurements. Wiley (2012)). Die Definition dieser sog. Mixed-Mode S-Parameter sind die aus: D. E. Bockelman, W. R. Eisenstadt: Combined Differential and Common-Mode Scattering Parameters: Theory and Simulation. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 43, 1530--1539 (1995). Dazu braucht man also nicht die Wellengrößen direkt. Es reicht somit auch ein 2-Port-VNA, mit dem man dann viermal misst, plus entsprechendes Post-Processing. Oder sowas wie ein nanoVNA, mit dem man dann achtmal messen muss. Das ist natürlich, wie in Beitrag "Re: Differenzielle Signalkette vermessen" schon gesagt, keine echte differentielle bzw. Gleichtakt-Messung. Die geht nur mit zusätzlicher Hardware im VNA. Achim M. schrieb: > mit gewöhnlichem VNA bekomme ich auch nur 12 von > den 36 Messungen. Normalerweise betrachtet man auch nur die 16 Mixed-Mode S-Parameter wie in der angehängten Umrechnung. Die Anregung von bzw. Messung an nur einem der beiden Leiter an einem symmetrischen Port ist eher weniger interessant. Nachtrag: Man sollte vielleicht noch sagen, dass die Bezugsimpedanzen der Mixed-Mode-S-Parameter Z_d = 2Z_0 (differential) und Z_c = Z_0/2 (common mode) sind, wobei Z_0 üblicherweise als 50 Ohm gewählt ist.
AN-21 - Differential VNA Measurements Using Single-Ended, Two-Port Instruments and BALUNs (PSPL - 12-2008) AN-8 - Ultra-Wideband Differential Measurements Using PSPL BALUNs (PSPL - 11-1999) https://kh6htv.com/pspl-app-notes/ AN-002 - Differential S-Parameter Measurements Using Single-Ended 2-Port Network Analyzer and HL9407 Ultra-Broadband Baluns (05-2021 - HL) https://www.hyperlabs.com/an-002-differential-s-parameter-measurements-using-single-ended-2-port-network-analyzer-and-hl9407-ultra-broadband-baluns/
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