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Che cos'è un analizzatore di reti?

Misurare con un analizzatore di reti

Figura 1: Analizzatore di reti vettoriale R&S®ZNA con funzionamento touch-screen per reti a quattro porte
(per gentile concessione di Rohde & Schwarz)

Figura 1: Analizzatore di reti vettoriale R&S®ZNA con funzionamento touch-screen per reti a quattro porte
(per gentile concessione di Rohde & Schwarz)

Misurare con un analizzatore di reti

Un analizzatore di reti è uno strumento di misura che verifica il comportamento elettrico dei componenti ad alta frequenza. Consiste in una sorgente RF e diversi ricevitori di prova. È appositamente progettato per misurare le caratteristiche di trasmissione dei componenti RF, cioè i loro valori di trasmittanza e riflettanza (chiamati anche parametri di scattering o parametri S) in funzione della frequenza. Questi parametri S hanno sia una componente di magnitudine che una di fase e caratterizzano l'assemblaggio sotto test. Se l'analizzatore di reti è in grado di analizzare non solo la grandezza ma anche le fasi, si chiama analizzatore di reti vettoriale. Solo da quando sono disponibili gli analizzatori di reti vettoriali, i dispositivi che possono misurare solo le grandezze sono stati chiamati analizzatori di reti scalari per distinguerli.

Gli analizzatori di reti sono attrezzature tipiche delle officine. Il processo di misurazione richiede che il componente da misurare sia stato rimosso dal suo ambiente di applicazione e testato in condizioni di laboratorio. Oltre ai parametri (lineari) di scattering, possono essere misurate anche alcune proprietà non lineari come la compressione dell'amplificatore, la distorsione di intermodulazione o i parametri di rumore.

Figura 2: parametri di scattering su una reti a due porte (qui: un filtro passa-banda)

Figura 2: parametri di scattering su una reti a due porte (qui: un filtro passa-banda)

Parametri di scattering

I parametri di scattering o parametri S descrivono metrologicamente il comportamento delle componenti ad alta frequenza, che qui sono chiamate reti. Il numero di parametri di dispersione richiesti dipende dal numero di connessioni (porte) di una reti e risulta dal quadrato del suo numero di porte. Per esempio, un circolatore a ferrite è una reti a tre porte e viene misurato con 9 parametri S. Un filtro passa-banda è una reti a due porte con un ingresso (porta 1) e un'uscita (porta 2). I suoi quattro parametri di scattering sono:

Per una reti passiva come nel filtro passa-banda mostrato nella Figura 2, S21 e S12 dovrebbero essere uguali. Tuttavia, se la reti contiene un amplificatore, allora S12 dovrebbe essere il più piccolo possibile e il suo reciproco si chiama isolamento.