网络分(fēn)析仪(NA)与福禄克電(diàn)缆分(fēn)析仪的关系与區(qū)别
发布时间：
2021-01-12 11:22
网络分(fēn)析仪简称网分(fēn)，NetworkAnalyzer，起名字的时候和数据网络通讯没有(yǒu)任何关系，当时厂家(安捷伦)给这个产品起名字是因為(wèi)其多(duō)路信号输出的特点，类似于“网络化”的输出的格式，所以得名。通讯网络的用(yòng)户觉得它名字很(hěn)可(kě)笑(凭什么叫网分(fēn)呀，跟数据网络分(fēn)析没有(yǒu)半点关系，莫名其妙！)。由于惠普(安捷伦)公司名气大，市场占有(yǒu)率高，虽然容易造成“误会”，但这个名字还是得已流传下来。网络是由一组信号发生器和对应的信号接收器组合而成。信号发生器负责发出信号，接收器负责同步接受信号，并将输入/输出信号进行比较和分(fēn)析，得出被测電(diàn)路的传输特性。 设计网分(fēn)的时候(大概二三十年前)主要的信号输出口都是同轴输出口，它是典型的不平衡信号，输出阻抗(内阻)是50Ω的，用(yòng)来直接测试50Ω特性阻抗的同轴電(diàn)缆是最合适的。其实最早的网分(fēn)设计出来就是用(yòng)来测同轴線(xiàn)缆的。后来考虑用(yòng)来测双绞線(xiàn)，这就需要把每一路信号输送到每一根双绞線(xiàn)上(例如四个同轴不平衡信号送到两对双绞線(xiàn)的四根芯線(xiàn)上)，或者将一路不平衡信号输出先转换為(wèi)两路平衡信号，再用(yòng)于双绞線(xiàn)的(两路平衡信号/即“对称信号”)测试。所以，要用(yòng)到不平衡/平衡转换器，此外，双绞線(xiàn)特性阻抗是100Ω，少量120Ω甚至150Ω，
图一. 信号发生器通过不平衡/平衡变换器(巴伦)和50/100Ω阻抗变换器后输出平衡测试信号
所以除了要把不平衡传输要转成平衡信号，还要把50 Ω转成100 Ω，才能(néng)和100
Ω的双绞線(xiàn)電(diàn)缆连接进行测试。在这种测试中，会用(yòng)到巴伦(Balun) – 平衡/不平衡转换器，还要用(yòng)到阻抗转换器，有(yǒu)时候这俩合成在一个东西上。 如图一所示。
后来，网分(fēn)厂家改进/分(fēn)化，把两个同轴输出口，通过阻抗变换后，分(fēn)别给两个信
号線(xiàn)上，这两路是对称信号(平衡信号)。这样就可(kě)以用(yòng)两路对称的不平衡信号来测一对平衡線(xiàn)。由于少了巴伦，这种测试连接更方便些。如图二所示。
图二. 信号发生器通过50/100Ω阻抗变换器后输出双路对称测试信号(平衡测试信号)
如果(安捷伦的)设备输出口只有(yǒu)四个(不平衡信号输出口)，则一次只能(néng)测两对双绞線(xiàn)，四对線(xiàn)需要测两次，很(hěn)麻烦。
如果(安捷伦的)设备输出口只有(yǒu)八个(不平衡信号输出口)，则一次就能(néng)测四对双绞線(xiàn)，故一根双绞線(xiàn)可(kě)以一次测完。
总體(tǐ)来说，网分(fēn)用(yòng)来测试双绞線(xiàn)并不是最适合的工具，為(wèi)了执行测试必须做一些信号和阻抗的变换。而由于这些变换器線(xiàn)性并不总是期望的那样好，故每次测试前还需要很(hěn)耗时地做很(hěn)多(duō)矫正和补偿，把矫正系数计算进去后，测试才能(néng)准确。由于连接手法跟个人操作习惯有(yǒu)关，故不同的人操作网分(fēn)的测试结果可(kě)能(néng)会不同。
网分(fēn)作為(wèi)台式测试设备，主要厂家有(yǒu)安捷伦、DCM和爱莎。其测试频率上限可(kě)以达到5GHz甚至10G/20GHz以上(可(kě)换不同频率模块)，因為(wèi)网分(fēn)原来设计的初衷就是為(wèi)测试同轴信号传输系统的，像卫星基站一般能(néng)达到十几GHz甚至更高。所以网分(fēn)最初并不适合测试数据線(xiàn)缆。但是，為(wèi)什么在很(hěn)多(duō)实验室、電(diàn)缆生产厂和研发单位要用(yòng)网分(fēn)作為(wèi)测试设备呢(ne)？这和安捷伦(惠普)当年产品推出较早，先入為(wèi)主占领市场有(yǒu)很(hěn)大关系。
那么，能(néng)否直接做一个输出阻抗為(wèi)100Ω的平衡信号发生器，不用(yòng)加巴伦和阻抗变换器？这样的设备是有(yǒu)的，在少数实验室里，由富有(yǒu)经验的高级研究试验人员搭建这样的测
试平台，他(tā)们当中没有(yǒu)直接把这样的测试系统集成為(wèi)一个实验室分(fēn)析系统。但从操作方便和测试稳定的角度看，集成的分(fēn)析系统实际上是一种商(shāng)品需求，人们需要一种能(néng)直接输出四对平衡信号且输出阻抗為(wèi)100Ω的集成测试仪器。
图三. 信号发生器通过LABA适配器直接输出双路对称测试信号(平衡测试信号)
再来说福禄克，DSP/DTX/DSX系列電(diàn)缆分(fēn)析仪本身就是一种直接输出100Ω平衡信号的双绞線(xiàn)测试系统，中间不需要巴伦和阻抗变换器，数据電(diàn)缆可(kě)以直接连到其测试适配器(LABA)接口上的四对插孔上。是非常合理(lǐ)的信号发生器和信号接收器的一體(tǐ)集成分(fēn)析系统。但由于早期福禄克的線(xiàn)缆测试仪主要针对的是安装好的電(diàn)缆系统，所以将其设计成手持式测试平台而非实验室测试平台；且由于只测试双绞線(xiàn)，故测试频率不会设计很(hěn)高，DSX-5000只要求达到1GHz，DSX-8000要求达到2GHz – 均没有(yǒu)网分(fēn)那么高(因為(wèi)网分(fēn)针对的是更高工作频率的同轴電(diàn)缆)。由此可(kě)见，福禄克電(diàn)缆分(fēn)析仪针对网線(xiàn)测试更合适一些。
由于先入為(wèi)主的原因，很(hěn)多(duō)人已经在实验室、研究所或者工厂使用(yòng)网分(fēn)来测试電(diàn)缆，所以早期编写的電(diàn)缆测试规范也是用(yòng)NA作為(wèi)测试平台标准来编写的。现在，很(hěn)多(duō)人开始比较NA和福禄克電(diàn)缆分(fēn)析仪，也就是比较“不平衡信号发生器+巴伦+阻抗变换器+不平衡信号同步接收器一體(tǐ)测试方案”和“平衡信号发生器+平衡信号同步接收器一體(tǐ)测试方案”。显然，从方便性和合理(lǐ)性来讲，用(yòng)直接输出100Ω平衡信号的福禄克電(diàn)缆分(fēn)析仪来测试双绞線(xiàn)更合适。简洁、方便、性价比超高 – 既可(kě)免除使用(yòng)转换器而使得测试更方便快捷，又(yòu)可(kě)减少因转换器非線(xiàn)性和校准不当带来的测量误差。当然，还有(yǒu)一个巨大的优势就是，价格相对便宜。
关于测试精度。NA的信号本身精度更高些(因為(wèi)是实验室设备)，但是因為(wèi)中间有(yǒu)两个转换器(不平衡/平衡信号转换和阻抗转换)，综合精度就降低了。从实验室角度看，福禄克電(diàn)缆分(fēn)析仪本身信号精度略低。但当NA加上变换器后，精度则基本相当。所以，测试精度不是任何问题。
使用(yòng)福禄克電(diàn)缆分(fēn)析仪的另一个优点就是，测试仪是自动双向测试系统，可(kě)以一次性完成如NEXT等参数的自动双向测试，测试速度相对提高50倍以上。
测试配置推荐：
DSX-5000 CH + DSX-LAB002/M x 2+ DSX-REFMOD
DSX-8000 CH + DSX-LAB802/M x 2+ DSX-REFCAL2G
深圳天游信息科(kē)技有(yǒu)限公司
2017年10月23日
