真實(shí)還原故障現(xiàn)場(chǎng)：網(wǎng)分儀的故障判斷

一、什么是網(wǎng)絡(luò)分析儀

網(wǎng)絡(luò)分析是指設(shè)計(jì)制造人員和制造廠家對(duì)較復(fù)雜系統(tǒng)中所用元件和電路的電氣性能進(jìn)行測(cè)量的過程。當(dāng)這些系統(tǒng)傳送具有信息內(nèi)容的信號(hào)時(shí)，我們最關(guān)心的是如何以最高效率和最小失真使信號(hào)從一處傳遞到另一處。矢量網(wǎng)絡(luò)分析是通過測(cè)量元件對(duì)頻率掃描和功率掃描測(cè)試信號(hào)的幅度與相位的影響，來精確表征元件特性的一種方法。

網(wǎng)絡(luò)分析儀是一種電磁波能量的測(cè)試設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)分析儀功能很多，被稱為"儀器之王"，是射頻微波領(lǐng)域的萬用表。小到一顆電感，大到一個(gè)巨型的雷達(dá)，在生產(chǎn)測(cè)試過程中都會(huì)使用到網(wǎng)絡(luò)分析儀來對(duì)他的電氣性能進(jìn)行測(cè)試。

二、寫這篇網(wǎng)絡(luò)分析儀故障判斷的目的

正是由于網(wǎng)絡(luò)分析儀使用的廣泛性和不可替代性，它在市場(chǎng)上的量非常大，有些工廠可能就一種單一型號(hào)的網(wǎng)絡(luò)儀就有好幾百臺(tái)。維護(hù)保養(yǎng)這些儀表就成了不小的工作量，如果是測(cè)試過程中測(cè)試產(chǎn)品不合格了，要判斷是產(chǎn)品的問題，還是儀器的問題，對(duì)于一個(gè)新手來說，也是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。如果你是一個(gè)設(shè)備管理（維護(hù)）人員，當(dāng)測(cè)試工程師說是儀表的問題要求更換一臺(tái)或者送修儀器的時(shí)候，如果你會(huì)檢測(cè)儀表的故障，這樣也會(huì)對(duì)你的工作有巨大的幫助。同時(shí)對(duì)于我們?cè)O(shè)備提供商來講，也能避免一些無謂的置換，提高儀表的使用效率?；谶@個(gè)原因，促使我們寫了這么一篇最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)分析儀故障判斷的文章，幫助一些新手如何判斷網(wǎng)絡(luò)儀的好壞。在這里不講史密斯圓圖，不講相位，沒有公式，有的只有圖片和最最直觀的曲線。

三、判斷網(wǎng)絡(luò)儀好壞（目測(cè)）

網(wǎng)絡(luò)分析儀開機(jī)后，有時(shí)候由于客戶的應(yīng)用設(shè)置，測(cè)試界面會(huì)自動(dòng)進(jìn)入客戶設(shè)置好的狀態(tài)，這時(shí)候我們需要 按一下 preset按鍵，讓儀表進(jìn)入出廠默認(rèn)設(shè)置模式。然后在按一下meas 按鍵，分別看一下 S11， S21 ，S12，S22 的曲線，就能簡(jiǎn)單判斷儀表的好壞 。以agilent的E5062A 網(wǎng)絡(luò)儀為例 : 只要這4條曲線和下面4張圖片一樣，那這臺(tái)儀表就基本沒有問題。

四、判斷網(wǎng)絡(luò)儀好壞（使用一根標(biāo)準(zhǔn)的傳輸電纜）

Preset 儀器 ，目測(cè)S參數(shù)曲線沒有問題后，使用標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜，連接儀器的兩個(gè)端口（如果儀器是多端口的，則需要分別連接） 看儀器S參數(shù)的曲線，如果和下面4張圖片一致，那基本上98%以上可以認(rèn)為這臺(tái)儀器是好的?？梢哉Ｊ褂玫?。

五、壞網(wǎng)絡(luò)儀的曲線

故障：端口1 輸出功率低

還是這臺(tái)儀器，我們連接上傳輸線，再來看看S參數(shù)曲線和好的儀器有什么差別。

對(duì)比前面好的儀器的曲線，我們就可以判定這臺(tái)儀器損壞了， 需要送修了。

六、定位網(wǎng)絡(luò)儀的故障板

判斷了網(wǎng)絡(luò)儀的好壞，如果儀器不在保修期內(nèi)，而公司有條件也同意工程師拆機(jī)檢測(cè)，而你又恰好有興趣，那您就可以參考這一節(jié)的內(nèi)容，來定位你的網(wǎng)絡(luò)儀的故障模塊。 這里為了讓大家明白圖片中幾個(gè)測(cè)試點(diǎn)信號(hào)，需要配上一張網(wǎng)絡(luò)分析儀的原理框圖，稍微介紹一下了。

這是網(wǎng)絡(luò)分析儀最基本的框圖，不管你儀器的頻率是多少的，不管是什么品牌的，他的基本架構(gòu)都逃脫不了這個(gè)框圖。簡(jiǎn)單的說射頻部分就是三個(gè)部分：1、源輸出模塊，2、信號(hào)分離模塊，3、接收模塊。早期的儀表，像agilent 的8753系列，871X系列，愛德萬的R3767系列的內(nèi)部架構(gòu)和這框圖特別像，每個(gè)都是獨(dú)立的模塊。 現(xiàn)在的儀表由于器件的發(fā)展，同時(shí)要考慮到生產(chǎn)的成本，會(huì)把幾個(gè)部分集成在一塊板上。像我們作為典型例子來講的這個(gè)E5062A，他就只有兩個(gè)電路板，簡(jiǎn)單的稱為源板和接收機(jī)板。不過拆開源板和接收機(jī)板，你還是能在電路板上找到這些對(duì)應(yīng)模塊的電路。

還是以剛剛那臺(tái)我們通過目測(cè)和接上傳輸線測(cè)試確定有故障的這臺(tái)E5062A 為例。我們已經(jīng)初步判定是端口1的功率低，那么功率到底低多少呢？輸出多少是正常的呢，這時(shí)候我們就需要拆開儀器，對(duì)幾個(gè)信號(hào)輸出點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，這里我們使用的是頻譜儀來檢測(cè)，使用頻譜儀的好處是可以全頻段的檢測(cè)，而且可以看到圖形，比較直觀。

再看端口2的波形

那到底是哪個(gè)板子壞了呢，還是兩個(gè)板子全部壞了，進(jìn)一步的檢測(cè)就需要拆開儀表測(cè)試內(nèi)部的信號(hào)。

拆開儀表：

E5062A網(wǎng)絡(luò)儀的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，射頻部分就兩塊板，圖上標(biāo)明了源板上三個(gè)端口信號(hào)的輸出路徑。

通過頻譜儀，我們可以很直觀的看到，源板的端口1輸出功率不正常。 再來看源板端口2的輸出。

通過兩個(gè)端口信號(hào)的比較，我們就可以快速的確定儀器的故障板是源板，當(dāng)然有的情況下，接收機(jī)板也會(huì)一起損壞，需要繼續(xù)檢測(cè)，在這里我們就不做衍生了。

文章中所寫的這些檢測(cè)方法和設(shè)置，都是我們?cè)谌粘９ぷ髦懈鶕?jù)個(gè)人喜好設(shè)置的，沒有標(biāo)準(zhǔn)可言，僅作為參考。如果有興趣的話，你也可以通過觀察一臺(tái)好的儀表，在接上負(fù)載的時(shí)候各個(gè)S參數(shù)曲線的樣子，總結(jié)出一套自己的檢測(cè)方法。

網(wǎng)絡(luò)儀作為儀器之王，他的頻段范圍很廣， 從 1G ，3G ， 6G ……直到67G ，110G都有產(chǎn)品，品牌也很多，安立，R&S，安捷倫 ，愛德萬都有自己的拳頭產(chǎn)品。 但是萬變不離其宗舉一反三，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，原來檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)儀就需要這么幾招。

參考文獻(xiàn)： 《矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的基本原理》、《頻譜和網(wǎng)絡(luò)測(cè)量》

——作者 君鑒科技/維修工

審核編輯黃昊宇