Forum: HF, Funk und Felder Verständnisfrage VNA


von Gustav G. (gustavgggg)


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Ich habe eine Verständnisfrage zu einem VNA und der Messung von S11. 
Generell ist es so, dass man hinlaufendes und reflektiertes Signal 
messen muss. Am Ausgangsport braucht man also einen Richtkoppler mit 
ausreichend Isolation. In den offenen Design von manchen "Home made 
VNAs" sieht man oft zwei herangehensweisen. Einmal einen Richtkoppler in 
umgekehrter Richtung betreiben um damit hinlaufendes Signal zu messen. 
Eine andere herangehensweise ist einen Tap zu benutzen und nur am Port 
den Richtkoppler zu haben.

Bei der ersten Methode ist mir das klar aber bei der zweiten bin ich mir 
gerade nicht über die Auswirkung im klaren. Ein Tap hat keinerlei 
Richtwirkung und damit wird dann das Referenzsignal durch etwaige 
Reflektionen vom nachfolgenden Koppler und dessen endlicher Isolation 
beeinflusst. Kalibriert sich das am Ende heraus? Woher bekommt man 
solche Taps bis ca 6GHz, wenn man die nicht diskret aus Widerständen 
bauen will?

von Robert M. (r0bm)


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Gustav G. schrieb:
> Bei der ersten Methode ist mir das klar aber bei der zweiten bin ich mir
> gerade nicht über die Auswirkung im klaren. Ein Tap hat keinerlei
> Richtwirkung und damit wird dann das Referenzsignal durch etwaige
> Reflektionen vom nachfolgenden Koppler und dessen endlicher Isolation
> beeinflusst.

Schaltung? Da steckt mehr dahinter als nur ein einfacher "Tap".

von Michael M. (michaelm)


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Hier im Link unter Punkt 2. die vorletzte Zeile...
https://dg8saq.darc.de/VNWA21/
Vielleicht hilft dir das weiter. ;-)

Michael

von Gustav G. (gustavgggg)


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Robert M. schrieb:
> Schaltung? Da steckt mehr dahinter als nur ein einfacher "Tap".

Nehmen wir zum Beispiel des LibreVNA. Der hat direkt am Port einen 
Koppler mit Richtwirkung zur Messung der Reflektion am Port. Die 
hinlaufende Welle am Generator wird aber wirklich nur mit einem ca -25dB 
Tap gemessen und der hat keinerlei Richtwirkung.

von Mario H. (rf-messkopf) Benutzerseite


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Gustav G. schrieb:
> Der hat direkt am Port einen
> Koppler mit Richtwirkung zur Messung der Reflektion am Port. Die
> hinlaufende Welle am Generator wird aber wirklich nur mit einem ca -25dB
> Tap gemessen und der hat keinerlei Richtwirkung.

Letztendlich erledigt das die Kalibrierung. Ein am DUT reflektiertes 
Signal erscheint am Nebenarm des Richtkopplers und damit am Empfänger 
des Messkanals, und auch am Tap und damit am Empfänger des 
Referenzkanals. Das hat sowohl Auswirkungen auf die effektive 
Richtschärfe des so realisierten Reflektometers als auch auf die 
relativen Pegelverhältnisse zwischen Mess- und Referenzkanal. Dies wird 
durch die Directivity- und Reflection-Tracking-Fehler im 
3-Term-Fehlermodell für ein Messtor berücksichtigt.

von Robert M. (r0bm)


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Michael M. schrieb:
> Hier im Link unter Punkt 2. die vorletzte Zeile...
> https://dg8saq.darc.de/VNWA21/
> Vielleicht hilft dir das weiter. ;-)

Hilft leider nur sehr begrenzt weiter. Es ist ein (sehr) vereinfachtes 
Blockschaltbild zu sehen, in dem suggeriert wird, dass der 
Referenzempfänger über eine einfache Anzapfung gespeist wird. In der 
Realität wird eine gewisse Isolation vorhanden sein, wieviel das ist 
kann nur die tatsächliche Schaltung aufzeigen.

Gustav G. schrieb:
> Nehmen wir zum Beispiel des LibreVNA.

Aus der Schaltung ist zu entehmen, dass ein an PORT1/2 reflektiertes 
Signal am Referenzempfänger etwa 34dB gedämpft ankommt. Da die Isolation 
nicht perfekt sondern nur ausreichend ausfällt, wird das Referenzsignal 
gerinfügig beeinflußt werden. Wie Mario schon sagte, wird die 
Kalibrierung diesen kleinen "Fehler" berücksichtigen.

von Gustav G. (gustavgggg)


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Robert M. schrieb:
> Aus der Schaltung ist zu entehmen, dass ein an PORT1/2 reflektiertes
> Signal am Referenzempfänger etwa 34dB gedämpft ankommt. Da die Isolation
> nicht perfekt sondern nur ausreichend ausfällt, wird das Referenzsignal
> gerinfügig beeinflußt werden. Wie Mario schon sagte, wird die
> Kalibrierung diesen kleinen "Fehler" berücksichtigen.

Meine Frage zielte genau darauf ab, dass die Isolation des Richtkopplers 
eben endlich ist und daher etwas vom reflektierten Signal wieder in die 
Referenz eingeht. Das sich das herauskalibriert wollte ich genau wissen, 
was bei genauer Überlegung auch Sinn macht.

von Gerhard H. (ghf)


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Du musst nach 12-Term-Fehlerkorrektur suchen.
WIMRE gibt es eine App-Note von HP/Agilent/Keysight dazu.
DG8SAQ hat das auch mal erklärt und in seinem VNA implementiert.
In dem VNA ist echt nur eine Brücke aus SMD-Widerständen.

Bis ein paar 100 MHz liefert er praktisch gleichwertige Ergebnisse
zu meinem ZVB8. Darüber wird der Dynamikbereich schlechter weil er
mit seinen DDS-Oberwellen nicht gegen einen richtigen Grundwellen-
synthesizer anstinken kann.

Gruß,
Gerhard   DK4XP

von Gustav G. (gustavgggg)


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Gerhard H. schrieb:
> Du musst nach 12-Term-Fehlerkorrektur suchen.

Ich habe erstmal nur einen Port betrachtet und da gibt es dann keine 
12-Term Korrektur.

von Mario H. (rf-messkopf) Benutzerseite


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Gustav G. schrieb:
> Ich habe erstmal nur einen Port betrachtet und da gibt es dann keine
> 12-Term Korrektur.

Für einen Port vereinfacht sich das 12-Term-Modell zu einem 
3-Term-Modell. Das ist also als Spezialfall in den Gleichungen zum 
12-Term-Modell enthalten.

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Gerhard H.

Gerhard H. schrieb:

> Du musst nach 12-Term-Fehlerkorrektur suchen.
> WIMRE gibt es eine App-Note von HP/Agilent/Keysight dazu.

http://www.av.it.pt/medidas/data/Manuais%20&%20Tutoriais ?

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von Kilo S. (kilo_s)


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Dazu macht doch der NanoVNA beispielsweise "isoln" Kalibrierung.

Dabei wird einer oder falls möglich beide ports mit 50Ohm Abschluss 
versehen, gemessen was zwischen den ports "überspricht" und zur 
Fehlerkorrektur verwendet.

von Gustav G. (gustavgggg)


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Kilo S. schrieb:
> Dazu macht doch der NanoVNA beispielsweise "isoln" Kalibrierung.

Beim NanoVNA habe ich bis heute nicht verstanden wie der mit nur einem 
ADC Phase auflösen will. Wenn der sagen wir mal für S11 die hinlaufende 
Welle misst und dann im Prozessor auswertet und dann Reflektion misst 
dann ist die Phasenauflösung doch nicht existent.

von John B. (craftsman)


Angehängte Dateien:

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Gustav G. schrieb:
> Beim NanoVNA habe ich bis heute nicht verstanden wie der mit nur einem
> ADC Phase auflösen will. Wenn der sagen wir mal für S11 die hinlaufende
> Welle misst und dann im Prozessor auswertet und dann Reflektion misst
> dann ist die Phasenauflösung doch nicht existent.

Wie meinst du das, Gustav? Erkläre deine Frage bitte anhand des 
Bildchens vom "NanoVNA". ;-) :-)

Da ist doch überall der Phasenbezug vorhanden. Oder meintest du etwas 
anderes?

: Bearbeitet durch User
von Gustav G. (gustavgggg)


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John B. schrieb:
> Wie meinst du das, Gustav? Erkläre deine Frage bitte anhand des
> Bildchens vom "NanoVNA".

Mein Fehler die Referenz und Reflect werden von zwei AD Konvertern zur 
gleichen Zeit gemessen. Ich hatte mich da im Schaltplan verlesen weil 
der Am Ausgang noch Schalter hat aber die dienen zum internen 
kalibrieren.

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