微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀主要由合成掃源(激勵(lì)源)、測(cè)試裝置(信號(hào)分離部分)、接收部分、微處理器四大部分組成,原理框圖如圖1所示。其基本工作原理是:先將激勵(lì)源的信號(hào)分成二路,一路作為參考信號(hào)R,另一路經(jīng)過(guò)衰減送入測(cè)試端口作為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的激勵(lì)源,并通過(guò)定向耦合器取出,經(jīng)過(guò)被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的反射信號(hào)A和傳輸信號(hào)B后作為測(cè)試信號(hào),再用采樣變頻法將該兩路微波信號(hào)中所包含的幅度和相位信息線性地轉(zhuǎn)移到中頻或低頻上,進(jìn)行幅度和相位關(guān)系的測(cè)量,變頻還有利于在很寬頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)連續(xù)和步進(jìn)掃頻測(cè)量,以顯示出被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的各種參數(shù)隨頻率變化的情況。下面以HP公司的HP8720C為例,分析其各部分的工作原理及有關(guān)特點(diǎn)。

隨著網(wǎng)絡(luò)分析儀使用率的提高,儀器不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障,這類儀器的檢修給我們維修人員帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。這就要求我們具有很寬的專業(yè)技術(shù)知識(shí)面和較強(qiáng)的邏輯思維能力,首先要理解儀器的原理框圖,分析信號(hào)流程,通過(guò)對(duì)儀器的基本操作,對(duì)儀器故障進(jìn)行初步定位?，F(xiàn)根據(jù)對(duì)多臺(tái)該類儀器的檢修,安泰網(wǎng)絡(luò)分析儀維修專家總結(jié)一下該類儀器常見(jiàn)故障的分類及維修。

(1)由誤操作引起的軟故障矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀大多具有多菜單顯示功能,有時(shí)誤操作會(huì)引起儀器功能紊亂,只要正確使用菜單,特別是正確使用維修菜單,就可以排除儀器的軟故障。

(2)開(kāi)機(jī)自檢后出現(xiàn)錯(cuò)誤信息提示儀器自檢主要是對(duì)幾個(gè)核心部件進(jìn)行檢查,其順序一般為CPU-ROM-RAM-I/O接口-各被控組鍵,通過(guò)檢查所出現(xiàn)的錯(cuò)誤信息可以大致了解故障出現(xiàn)的部位。

(3)開(kāi)機(jī)自檢正常而儀器出現(xiàn)硬故障這類故障出現(xiàn)部位不能一目了然,往往需要通過(guò)對(duì)儀器進(jìn)行功能檢查,再根據(jù)原理框圖推斷故障部位。以下通過(guò)維修實(shí)例來(lái)簡(jiǎn)單分析一下矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀出現(xiàn)故障的檢查思路和排除方法。實(shí)例1:開(kāi)機(jī)后儀器自檢通過(guò),測(cè)量反射(所用通道A/R)工作正常,測(cè)量傳輸(所用通道B/R)工作不正常,信號(hào)低30dBm左右,而且曲線不平,根據(jù)原理框圖分析,由反射測(cè)量正?？芍?儀器所有共用的部件應(yīng)該是正常的,則故障一定出在端口2的定向耦合器、B通道接收、采樣器、第二混頻器、及ADC電路的多路開(kāi)關(guān)上。故障牽扯的器件較多,且儀器的結(jié)構(gòu)比較緊湊,逐一檢查的方法不大可行,通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),第一中頻比較好測(cè):設(shè)置儀器在連續(xù)波工作狀態(tài),頻率1GHz,功率電平10dBm,此時(shí)第一中頻應(yīng)該輸出頻率10MHz,峰-峰值為0.15V的正弦波,而我們用示波器測(cè)量發(fā)現(xiàn)信號(hào)低了很多,故可判斷故障出在采樣器或前面的耦合器上,進(jìn)一步測(cè)量后發(fā)現(xiàn),定向耦合器輸出信號(hào)正常,即可判斷采樣器損壞,需要更換。

實(shí)例2:開(kāi)機(jī)后儀器工作正常,但工作一小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間后出現(xiàn)錯(cuò)誤信息。用功率計(jì)在端口1測(cè)量,輸出功率電平為最大,且功率電平不可調(diào),該故障可能出現(xiàn)在自動(dòng)電平控制電路或功率模塊上。因電路是閉環(huán)的,故障定位較困難,但根據(jù)故障出現(xiàn)的狀態(tài),可判斷某一元器件的性能不好或電路存在虛焊點(diǎn),而且是由溫度過(guò)高引起的,在這里我們采用了局部加熱法進(jìn)行故障快速定位,即用一種溫度可控的熱風(fēng)機(jī)分別對(duì)某一元器件進(jìn)行加熱,然后快速冷卻,來(lái)確定故障所在點(diǎn)。

實(shí)例3:開(kāi)機(jī)后,屏幕出現(xiàn)鎖相錯(cuò)誤。鎖相電路涉及的電路很多,由框圖可知,它由信號(hào)源部分、信號(hào)分離部分、R通道采樣部分及其相關(guān)電路組成。出現(xiàn)這種錯(cuò)誤信息,首先須做相位校準(zhǔn),校準(zhǔn)通不過(guò),則可判斷儀器出現(xiàn)硬件故障;再檢查與鎖相環(huán)路有關(guān)的電纜,連接電纜接觸不良,也有可能引起此類故障。檢查參考信號(hào)、基波發(fā)生器和脈沖發(fā)生器,如果均有正常信號(hào)輸出,就可排除其相關(guān)電路出現(xiàn)故障的可能性。將環(huán)路打開(kāi),外加一模擬輸入信號(hào)至鑒相器,檢查其輸出,同樣未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,而鎖相環(huán)路中R通道采樣器斷開(kāi)則出現(xiàn)鎖相錯(cuò)誤,因此無(wú)法測(cè)量其對(duì)故障的影響,但因A、B、R三通道完全一樣,可互換使用,所以用替換法查出R通道采樣器損壞。

未來(lái)的矢網(wǎng)將會(huì)有更快的測(cè)量速度、更強(qiáng)的軟件和測(cè)試功能及更復(fù)雜精密的電路結(jié)構(gòu),只有掌握基本原理,靈活地應(yīng)用各種微波儀器檢修方法,才能進(jìn)行快速準(zhǔn)確的故障定位,達(dá)到事半功倍的效果。

審核編輯：湯梓紅