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Domine o seu VNA o analisador de redes, passo a passo

Portas, cabos, calibração, carta de Smith, antenas, bobinas: aprenda a usar um analisador de redes vetorial a jogar. Cada nível superado desbloqueia o seguinte. Todos os jogos

O seu VNA está à sua espera

Seis níveis, da primeira ligação ao diploma. Gamma, a pequena mascote, guia-o: toque num nível para começar.

Nível1. Descobrir o VNA As portas, o ecrã e o que o aparelho mede: S11, S21, ROE, impedância.2. Ligar e calibrar Ligar à porta certa, calibrar no fim do cabo pela ordem certa, evitar as armadilhas.3. A carta de Smith Colocar um ponto, fazê-lo rodar com uma linha, levá-lo ao centro com uma bobina ou um condensador.4. Testar uma antena Varrer, encontrar a ressonância, cortar ou alongar, ler a largura de banda, compreender o cabo.5. Medir uma bobina Bobina e condensador: indutância, fator Q, autorressonância, medida em S21 e componente mistério.6. Quiz final Dez perguntas para conquistar o diploma de operador VNA.

Sons bipes, um «ding» quando acerta, o varrimento que se ouve Gamma, a mascote os seus balões de ajuda ao lado de cada instrução

Tudo é simulado no seu navegador: nenhum aparelho é controlado. Cada nível superado desbloqueia o seguinte.

Distintivos

Primeiro contactoTerminar «Descobrir o VNA».
CalibradoLigar e calibrar sem um erro.
Mestre da cartaA carta de Smith sem um erro.
Mesmo dentro da bandaAjustar as três antenas sem um erro.
DetetiveTrês componentes mistério reconhecidos sem um erro.
Operador VNAConquistar o diploma do quiz final.
Dez em dezDez respostas certas no quiz final.
Dezoito estrelasTrês estrelas nos seis níveis.
PolivalenteTerminar uma partida de cada um dos jogos.

As minhas partidas

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O que mede um VNA

Um analisador de redes vetorial envia um sinal cuja amplitude e fase conhece, e compara o que volta (S11, a reflexão, na porta 1) ou o que passa (S21, a transmissão, da porta 1 para a porta 2). «Vetorial»: mede também a fase, logo a parte real e a parte imaginária da impedância, e não apenas a ROE.

As fórmulas do jogo

Coeficiente de reflexão: Γ = (Z − Z0) / (Z + Z0), com Z0 = 50 Ω. |Γ| vai de 0 (adaptado) a 1 (tudo volta).
ROE = (1 + |Γ|) / (1 − |Γ|); perda de retorno = −20 log |Γ| dB; potência refletida = |Γ|². ROE 2: |Γ| = 1/3, 9,5 dB, 11 %.
Uma linha de comprimento l faz rodar Γ: Γ(l) = Γ e^−2γl. Meia volta na carta por quarto de onda; as perdas aproximam o ponto do centro.
Bobina e condensador: X = 2πfL, logo L = X / (2πf); X = −1 / (2πfC), logo C = 1 / (2πf|X|). O fator Q = |X| / R.
Antena: em torno da sua ressonância, um circuito RLC série, Z = R + jRQ (f/f0 − f0/f). Um dipolo de meia onda mede cerca de 142,5 / f(MHz) metros no total, uma vertical de quarto de onda 71,25 / f.
S21 em série: um componente Z entre as duas portas dá S21 = 2Z0 / (2Z0 + Z).

A calibração

Três padrões conhecidos (OPEN, Γ = +1; SHORT, Γ = −1; LOAD, Γ = 0) bastam para calcular os três erros de uma porta: a diretividade, a adaptação da fonte e a resposta em frequência, cabo incluído. THRU e ISOLN corrigem a transmissão, de forma mais simples do que a reflexão: CH1 só recebe, corrigem-se a sua resposta e o isolamento. Calibre no fim do cabo, na gama de frequências que vai medir.

Cuidado Antes de ligar uma antena exterior, descarregue-a à terra: a eletricidade estática acumulada pelo vento ou por uma trovoada próxima pode destruir a entrada de um VNA. E nunca ligue um emissor a um VNA!