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SCHWERPUNKT:MESSTECHNIKTipps zur Auswahleines Vector Network Analyzersdes eingebetteten Betriebssystemsin der Regel zu einemnichtfunktionalen VNA, dereinen teuren Service erfordert.Eine moderne VNA besitzt miniaturisierteKomponenten. IntegrierteSignalquellen ersetzenteure Multi-Phasen schleifen-Designs. Bis zu 18 oder 20GHz ersetzt eine miniaturisierteWheatstone-Bridge die großeKoaxialbrücke mit Ferriten nachWiltron.Quelle:„How do you Choose the bestVector Network Analyzer?“Brian WalkerCopper Mountain Technologycoppermountaintech.comübersetzt und leicht gekürztvon FSEs gibt viele Möglichkeiten,wenn Sie nach einem Vector NetworkAnalyzer (VNA) suchen.Welche Faktoren sollen diesewichtige Kaufentscheidungbeeinflussen? Die Ingenieurekonzentrieren sich tendenziellallein auf die elektrische Leistung,aber viele andere Faktorenmüssen auch berücksichtigt werden.Beginnen wir damit.Abmessungen und GewichtEinst war ein VNA groß undschwer und nahm den größtenTeil des Platzes auf dem Labortischein. Die Technologie zurMiniaturisierung der Richtkopplern,Signalquellen und die digitaleVerarbeitung gab es nochnicht. Nach den ersten analogenVNAs nutzten VNAs der zweitenGeneration fortschrittlicheMikroprozessoren der Zeit wiedem MC68000 von Motorola,um die digitale Signalverarbeitungdurchzuführen und einerudimentäre Kalibrierung zubieten. Mit dem Aufkommen desPCs wurde es schließlich wirtschaftlich,einen Einplatinencomputermit einem Windows-Betriebssystem (OS) in die VNAeinzubetten und die Betriebssoftwarein C oder C++ zu schreiben.Dieser Fortschritt machte Sinn,die VNAs entwickelten sich mitden genutzten Technologien.Heute ist der einfachste Laptop-PC leistungsfähig genug, um dieVerarbeitung auszuführen, umdie Kalibrierung anzuwendenund die Ergebnisse anzuzeigen.Ein USB-Anschluss verfügt überviel Bandbreite, um Daten vomVNA-Messgerät zu transportieren.Es ist nicht mehr notwendig,ein Windows-Betriebssystemmit einem integrierten Displayin den VNA einzubetten. Auchdie Betriebssysteme entwickelnsich und müssen aktualisiertwerden. Wenn dies nichtgeschieht, kann ein inakzeptablesSicherheitsrisiko entstehen.Leider führt die AktualisierungDiese Innovationen haben zueinem robusten VNA-Designmit einem viel kleineren Formfaktorengeführt. Der moderneVNA mit USB-Link zu einemWindows-Laptop kann so kleinsein wie 6,3 B x 9 L x 1,75 HZoll und nur 3 3/4 Pfund wiegen.Dies macht den Transporteinfach.ConnectorsEin weiterer Faktor, der zuberücksichtigen ist, aber allgemeinübersehen wird: WelcheBuchsen sitzen auf der Frontplattedes VNAs? Ist es ein einfacher3,5-mm-Produkt oder istdie Buchse robuster? Bei einemTestkabel mit 3,5-mm-Steckernist es nicht nur wichtig, den richtigenDrehmomentschlüssel zuverwende, sondern man mussauch beachten, dass die bereitsgetätigte Verbindung beimHerstellen der anderen leichtge lockert werden kann, da sichdas Drehmoment über das Kabelüberträgt, was Messungen beeinträchtigenkann.12 hf-praxis 7/2025

MesstechnikEin VNA mit N-Buchse (Bild 1)und N-zu-SMA- oder N-zu-3,5-mm Prüfkabel lösen diesesProblem.Software-ÜberlegungenWie erhalten Sie Ihre Datenvom VNA auf Ihren Laptop?Mit älteren VNAs musste derBenutzer eine Diskette oder eintragbares USB-Laufwerk verwenden.Einige spätere Modelleboten einen Ethernet-Anschluss,um Daten über ein lokales Netzwerkzu teilen. Dies ist äußerstgefährlich, wenn das Betriebssystemveraltet ist. Ältere VNAsmit Windows 7 sind immer nochrelativ häufig und notorischanfällig für die einfachste Malware-Exploits.Ein USB-VNAist die offensichtliche Wahl fürSicherheit und Einfachheit.Analytische Funktionen, wieTime-Domain-Analyse, Time-Domain-Gating, Einbettenund De-Intensationen sind oftnicht in der VNA-Softwareenthalten und sind nur nacheinem umständlichen Aufladenverfügbar. Die Offset-Frequenzmessung,die für die Mixer-Charakterisierung notwendigist, sollte als Standardmerkmalvorhanden sein.UnterstützungWas sind die Gesamtbetriebskostenfür die VNAs? Gibt eskritische Funktionen, die zusätzlicheKosten verursachen? Waskostet die jährliche oder halbjährlicheKalibrierung? Wosollen die VNAs bei Bedarfgewartet werden? Ist Servicefür vorhandene Modelle überhauptverfügbar? Wie lange dauerteine typische Kalibrierungoder Service-Durchsicht? Dassind alles kritische Fragen, dieman vor dem Kauf eines VNAsberücksichtigen muss.Wie steht es um die Kundenbetreuung?Muss ich eine wiederkehrendeAbo-Gebühr zahlen,um die laufende Unterstützungfür meine Ausrüstung zu erhalten?Das ist bei vielen VNA-Herstellernüblich. Einige Anbieterbieten ein abgestuftes Abonnementniveauan, das auf derAnzahl der Einheiten im Besitzund der monatlichen Zahlungbasiert. Zu bevorzugen ist volleUnterstützung für alle Modelleohne zusätzliche Kosten.DynamikFür diejenigen, die Hochleistungsfiltermessen müssen,muss der Einfügeverlust (S21)im Passband in der Nähe von0 dB liegen und bei tiefen Stopbandsso niedrig wie 130 dB sein.Bild 1: 9-GHz-VNA mit N-SteckernDas erfordert einen VNA miteinem Dynamikumfang von130 dB oder mehr. Die Einstellungder IF-Bandbreite(IFBW) wirkt sich direkt auf denGeräuschboden und die Messzeitfür jeden Frequenzpunktaus. Der Empfangsrauschbodensinkt mit niedrigerem IFBW, dieMesszeit steigt. Die Messzeitbeträgt ca. 1,3/IFBW. Traditionellgeben alle VNA-HerstellerDynamik bei 10 Hz IFBW an.Jeder Punkt dauert etwa 130 ms,und ein 201-Punkte-Sweep benötigtetwa 52 s (zwei Sweeps füreine vollständige 2-Port-Kalibrierung,einer in jede Richtung).Aufgrund der DSP-Grundlagenvariiert die Messzeit für 10 HzIF-Bandbreite von einem VNA-Hersteller zum anderen nichtsignifikant. Der Dynamikumfangist jedoch auf das Design desEmpfängers und seinen innerenRauschboden zurückzuführen.MessgeschwindigkeitWie bereits erwähnt, hängt dieMessgeschwindigkeit mit der IF-Bandbreite zusammen. Ein VNAmit einer 1 oder 2 MHz IFBWkann High-Speed- Messungendurchführen. Die mit 1,3/IFBWgeschätzte Messzeit pro Punktgilt nicht bei diesen hohen Bandbreiten,da andere Faktoren,wie PLL-Setzzeiten und Band-Schaltzeiten, ins Spiel kommen.KalibrierungDie Kalibrierung ist sehr wichtig.Sie können ein VNA besitzen,der in der Lage ist, sehr präziseMessungen zu erzielen, aberohne das richtige Kalibriersetkann diese Präzision nie realisiertwerden.www.beam-verlag.deMIT EINEM KLICKSCHNELL INFORMIERT!• Umfangreiches Fachartikel-Archiv zum kostenlosenDownload• Aktuelle Produkt-News aus der Elektronikbranche• Unsere Zeitschriften und Einkaufsführer als E-Paper• Messekalender• Ausgewählte Workshops und Seminarehf-praxis 7/2025 13