网络分析仪(NA)与福禄克电缆分析仪的关系与区别
发布时间：
2021-01-12 11:22
网络分析仪简称网分，NetworkAnalyzer，起名字的时候和数据网络通讯没有任何关系，当时厂家(安捷伦)给这个产品起名字是因为其多路信号输出的特点，类似于“网络化”的输出的格式，所以得名。通讯网络的用户觉得它名字很可笑(凭什么叫网分呀，跟数据网络分析没有半点关系，莫名其妙！)。由于惠普(安捷伦)公司名气大，市场占有率高，虽然容易造成“误会”，但这个名字还是得已流传下来。网络是由一组信号发生器和对应的信号接收器组合而成。信号发生器负责发出信号，接收器负责同步接受信号，并将输入/输出信号进行比较和分析，得出被测电路的传输特性。 设计网分的时候(大概二三十年前)主要的信号输出口都是同轴输出口，它是典型的不平衡信号，输出阻抗(内阻)是50Ω的，用来直接测试50Ω特性阻抗的同轴电缆是最合适的。其实最早的网分设计出来就是用来测同轴线缆的。后来考虑用来测双绞线，这就需要把每一路信号输送到每一根双绞线上(例如四个同轴不平衡信号送到两对双绞线的四根芯线上)，或者将一路不平衡信号输出先转换为两路平衡信号，再用于双绞线的(两路平衡信号/即“对称信号”)测试。所以，要用到不平衡/平衡转换器，此外，双绞线特性阻抗是100Ω，少量120Ω甚至150Ω，
图一. 信号发生器通过不平衡/平衡变换器(巴伦)和50/100Ω阻抗变换器后输出平衡测试信号
所以除了要把不平衡传输要转成平衡信号，还要把50 Ω转成100 Ω，才能和100
Ω的双绞线电缆连接进行测试。在这种测试中，会用到巴伦(Balun) – 平衡/不平衡转换器，还要用到阻抗转换器，有时候这俩合成在一个东西上。 如图一所示。
后来，网分厂家改进/分化，把两个同轴输出口，通过阻抗变换后，分别给两个信
号线上，这两路是对称信号(平衡信号)。这样就可以用两路对称的不平衡信号来测一对平衡线。由于少了巴伦，这种测试连接更方便些。如图二所示。
图二. 信号发生器通过50/100Ω阻抗变换器后输出双路对称测试信号(平衡测试信号)
如果(安捷伦的)设备输出口只有四个(不平衡信号输出口)，则一次只能测两对双绞线，四对线需要测两次，很麻烦。
如果(安捷伦的)设备输出口只有八个(不平衡信号输出口)，则一次就能测四对双绞线，故一根双绞线可以一次测完。
总体来说，网分用来测试双绞线并不是最适合的工具，为了执行测试必须做一些信号和阻抗的变换。而由于这些变换器线性并不总是期望的那样好，故每次测试前还需要很耗时地做很多矫正和补偿，把矫正系数计算进去后，测试才能准确。由于连接手法跟个人操作习惯有关，故不同的人操作网分的测试结果可能会不同。
网分作为台式测试设备，主要厂家有安捷伦、DCM和爱莎。其测试频率上限可以达到5GHz甚至10G/20GHz以上(可换不同频率模块)，因为网分原来设计的初衷就是为测试同轴信号传输系统的，像卫星基站一般能达到十几GHz甚至更高。所以网分最初并不适合测试数据线缆。但是，为什么在很多实验室、电缆生产厂和研发单位要用网分作为测试设备呢？这和安捷伦(惠普)当年产品推出较早，先入为主占领市场有很大关系。
那么，能否直接做一个输出阻抗为100Ω的平衡信号发生器，不用加巴伦和阻抗变换器？这样的设备是有的，在少数实验室里，由富有经验的高级研究试验人员搭建这样的测
试平台，他们当中没有直接把这样的测试系统集成为一个实验室分析系统。但从操作方便和测试稳定的角度看，集成的分析系统实际上是一种商品需求，人们需要一种能直接输出四对平衡信号且输出阻抗为100Ω的集成测试仪器。
图三. 信号发生器通过LABA适配器直接输出双路对称测试信号(平衡测试信号)
再来说福禄克，DSP/DTX/DSX系列电缆分析仪本身就是一种直接输出100Ω平衡信号的双绞线测试系统，中间不需要巴伦和阻抗变换器，数据电缆可以直接连到其测试适配器(LABA)接口上的四对插孔上。是非常合理的信号发生器和信号接收器的一体集成分析系统。但由于早期福禄克的线缆测试仪主要针对的是安装好的电缆系统，所以将其设计成手持式测试平台而非实验室测试平台；且由于只测试双绞线，故测试频率不会设计很高，DSX-5000只要求达到1GHz，DSX-8000要求达到2GHz – 均没有网分那么高(因为网分针对的是更高工作频率的同轴电缆)。由此可见，福禄克电缆分析仪针对网线测试更合适一些。
由于先入为主的原因，很多人已经在实验室、研究所或者工厂使用网分来测试电缆，所以早期编写的电缆测试规范也是用NA作为测试平台标准来编写的。现在，很多人开始比较NA和福禄克电缆分析仪，也就是比较“不平衡信号发生器+巴伦+阻抗变换器+不平衡信号同步接收器一体测试方案”和“平衡信号发生器+平衡信号同步接收器一体测试方案”。显然，从方便性和合理性来讲，用直接输出100Ω平衡信号的福禄克电缆分析仪来测试双绞线更合适。简洁、方便、性价比超高 – 既可免除使用转换器而使得测试更方便快捷，又可减少因转换器非线性和校准不当带来的测量误差。当然，还有一个巨大的优势就是，价格相对便宜。
关于测试精度。NA的信号本身精度更高些(因为是实验室设备)，但是因为中间有两个转换器(不平衡/平衡信号转换和阻抗转换)，综合精度就降低了。从实验室角度看，福禄克电缆分析仪本身信号精度略低。但当NA加上变换器后，精度则基本相当。所以，测试精度不是任何问题。
使用福禄克电缆分析仪的另一个优点就是，测试仪是自动双向测试系统，可以一次性完成如NEXT等参数的自动双向测试，测试速度相对提高50倍以上。
测试配置推荐：
DSX-5000 CH + DSX-LAB002/M x 2+ DSX-REFMOD
DSX-8000 CH + DSX-LAB802/M x 2+ DSX-REFCAL2G
深圳天游信息科技有限公司
2017年10月23日
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