АЧХ фільтра показує, які частоти він пропускає, а які гасить. Без неї неможливо перевірити смуговий фільтр перед приймачем, ФНЧ після передавача, дуплексер чи малошумний підсилювач. АЧХ знімають векторним аналізатором кіл (ВНА) як параметр S21. У статті пояснюємо, як правильно зняти АЧХ фільтра і підсилювача, навіщо потрібен нерівномірний крок генератора і як SparSIT LAB допомагає порівнювати фільтри з допуском.
S11 і S21: що вимірює ВНА
- S11 — відбиття від входу. Показує узгодження: КСВ, зворотні втрати, імпеданс.
- S21 — передача з порту 1 на порт 2. Для фільтра це і є АЧХ: вносимі втрати в смузі пропускання та придушення поза нею. Для підсилювача — коефіцієнт підсилення.
Повну теорію S-параметрів і діаграми Сміта ми розібрали у статті Режим VNA: S-параметри, діаграма Сміта і калібрування.
Як зняти АЧХ фільтра покроково
- Задайте діапазон із запасом: смуга фільтра плюс по 2–3 ширини смуги з кожного боку, щоб побачити схили і придушення.
- Виберіть смугу приймача (IF BW). Вужча дає менше шуму і глибше видно придушення (до −70…−80 дБ), але свіп повільніший.
- Зменшіть потужність генератора для підсилювачів, щоб не перевантажити вхід приладу.
- Зробіть калібрування Thru — перемичка між кабелями без фільтра. Так втрати кабелів не потраплять у результат.
- Вставте фільтр і натисніть F5.
Нерівномірний крок генератора
Типова проблема: смуга пропускання фільтра на 5,8 ГГц має ширину 100 МГц, а оглядати треба від 1 до 7,5 ГГц. З рівномірним кроком на 401 точку на саму смугу припаде лише кілька точок, і схили виходять зубчастими.
У SparSIT LAB є план свіпа із сегментами. Кожна смуга частот має власний крок генератора: дрібний у смузі пропускання, грубий на придушенні. «Майстер профілю кроку» будує сегменти автоматично, а графік показує крок як функцію частоти. На високих частотах крок можна задавати лінійно, а не лише логарифмічно.
Лінія допуску і порівняння з еталоном
Для перевірки партії фільтрів увімкніть лінію допуску. Наприклад: втрати в смузі не більше 1,5 дБ, придушення на 2,4 ГГц не менше 40 дБ. Також можна запам’ятати трасу хорошого фільтра (Ctrl+M) і показувати «Дані − Пам’ять». Тоді будь-яке відхилення від еталона видно як відхилення від нуля.
На одному графіку можна тримати кілька трас: поточну, Max/Min Hold, середнє і знімки. Екран ВНА ділиться на 1–4 вікна, як на самому приладі. Клік по будь-якому вікну ставить маркер на всіх трасах одночасно.
Робота з файлами Touchstone
SparSIT LAB зберігає і відкриває файли .s1p і .s2p. Тому виміряний фільтр можна передати в симулятор (Qucs, ADS, AWR, Altium) або порівняти з даташитом виробника. Кнопка «⇩ Траси з приладу» зчитує все, що зараз налаштовано на екрані аналізатора: LogMag, діаграму Сміта, КСВ, фазу.
Протокол з приладу одним натиском
Кнопка «📋 Протокол з приладу» за раз зчитує з SHA850A налаштування, усі траси, маркери з їхніми значеннями, діаграму Сміта (R + jX) і знімок екрана. Усе це автоматично йде в протокол випробувань.
SparSIT LAB — безкоштовний бета-доступ
Перевіряєте фільтри, дуплексери чи підсилювачі? SparSIT LAB знімає АЧХ з власним кроком у кожній смузі, порівнює з допуском і формує протокол. Безкоштовний бета-доступ.
Отримати бета-доступ Усі можливості SparSIT LAB →Часті запитання
Чи можна зняти АЧХ фільтра аналізатором спектра?
Так, якщо в аналізаторі є трекінг-генератор. Але ВНА точніший: він калібрується і дає фазу. Без генератора можна зняти лише грубу криву, перебираючи частоту зовнішнього джерела. Для цього в SparSIT LAB є «Графік максимуму при переборі CW».
Скільки точок потрібно для АЧХ?
На смугу пропускання — щонайменше 50–100 точок, на схили — 20–30. Тому краще сегментний план, ніж 1601 точка рівномірно.
Як виміряти коефіцієнт підсилення LNA?
Зменшіть потужність генератора до −30…−40 дБм, зробіть калібрування Thru і виміряйте S21. Додатне значення в дБ — це підсилення.
Корисні джерела: Scattering parameters (Wikipedia).
