NanoVNA-F V2
Allgemeines
Der NanoVNA-F V2 ist ein Vector Network Analyzer.[1]
Der Geraet ist als Schaetzeisen durchaus geeignet.
Bevor ich ein paar gebraeuliche Analysen durchfuehre habe ich mir hier die Menuefuehrung und Einstellungen des NanoVNA aufgestellt.
Eine deutsche Uebersetzung des Handbuches gibt es hier
Bedienung
Geraet
| 1. Ebene | 2. Ebene | 3. Ebene | 4. Ebene | Bemerkung |
|---|---|---|---|---|
| DISPLAY | ||||
| TRACE | Hier koennen die einzelnen Traces (Aufzeichnungsvarianten) ein, aus und aktiv geschaltet werden. | |||
| TRACE0 | ||||
| TRACE1 | ||||
| TRACE2 | ||||
| TRACE3 | ||||
| <BACK | ||||
| FORMAT | Legt fest was der aktive Trace messen soll. | |||
| LOGMAG | Logarithmische Magnitude (Betrag) in Dezibel (dB) | |||
| PHASE | ||||
| DELAY | ||||
| SMITH R+jX | ||||
| SMITH R+L/C | ||||
| SWR | ||||
| >MORE | ||||
| Q FACTOR | ||||
| POLAR | ||||
| LINEAR | ||||
| REAL | ||||
| IMAG | ||||
| RESISTANCE | ||||
| REALREACTANCE | ||||
| <BACK | ||||
| <BACK | ||||
| SCALE | Direkteingabe: Verkleinern (z.B. 10) oder vergroeszern der Anzeige. | |||
| REF POS | Direkteingabe | |||
| CHANNEL S11 (REFL) | Umschalten zwischen S11 (REFLECT) und S21 (THRU) | |||
| <BACK | ||||
| MARKER | ||||
| SELECT | ||||
| MARKER 1 | Durchschalten von Ein, Aus und Aktiv | |||
| MARKER 2 | ||||
| MARKER 3 | ||||
| MARKER 4 | ||||
| ALL OFF | ||||
| POSITION | ||||
| MOVE UP | Eine Postion (Zeile) anch oben; maximal 3 vom center. | |||
| CENTER | Positionierung der Markerinfo etwas ueber der 0-Nulllinie. | |||
| MOVE DOWN | Eine Postion (Zeile) anch unten; maximal 3 vom center. | |||
| <BACK | ||||
| <BACK | ||||
| SEARCH | ||||
| ○ MAXIMUM | ||||
| ○ MINIMUM | ||||
| SEARCH <LEFT | ||||
| SEARCH >RIGHT | ||||
| □ TACKING | ||||
| <BACK | ||||
| OPERATIONS | ||||
| >START | ||||
| >STOP | ||||
| >CENTER | ||||
| >SPAN | ||||
| <BACK | ||||
| SET FREQ | Direkteingabe | |||
| □ DRAG ON | Ein-/Ausschalten | |||
| <BACK | ||||
| STIMULUS | ||||
| START | ||||
| STOP | ||||
| CENTER | ||||
| SPAN | ||||
| CW PULSE | ||||
| SIGNAL GENERATOR | ||||
| PAUSE SWEEP | ||||
| <BACK | ||||
| CAL | ||||
| CALIBRATE | ||||
| RESET | ||||
| APPLY | ||||
| <BACK | ||||
| RECALL SAVE | ||||
| RECALL | ||||
| SAVE | ||||
| <BACK | ||||
| TDR | Time Domain Reflectometry | |||
| □ TDR ON | ||||
| ○ LOW PASS IMPULSE | ||||
| ○ LOW PASS STEP | ||||
| ○ BANDPASS | ||||
| WINDOW | ||||
| VELOCITY FACTOR: 70% | Direkteingabe | |||
| <BACK | ||||
| CONFIG | ||||
| ELECICAL DELAY | Direkteingabe | |||
| □ L/C MATCH | ||||
| SWEEP POINTS | Direkteingabe | |||
| TOUCH TEST | ||||
| LANGSET | ||||
| ENGLISH | ||||
| VERINFACHTES CHINESISCH | ||||
| <BACK | ||||
| ABOUT | ||||
| BRIGHTNESS | ||||
| 100% | ||||
| 80% | ||||
| 60% | ||||
| 40% | ||||
| 20% | ||||
| <BACK | ||||
| STORAGE | ||||
| S1P | Speichert Daten auf das Laufwerk Dateiname SJ<lfdnr>.s1p | |||
| S2P | Speichert Daten auf das Laufwerk Dateiname SJ<lfdnr>.s2p | |||
| LIST | den Inhalt des intenen Laufwerkes. Durch Tippen auf den Bildschirm gelangt man wieder zurueck. | |||
| <BACK |
Software
Die Software V0.7.3 lies sich nicht einfach installieren. Mit der zum Download angebotenen .raspi Variante kann ich nix anfangen. Die EXE habe ich mal an Windwos uebergeben und die tgz auf meinem openSUSE entpackt.
Konsole
Theorie
S11 und S21 – Streuparameter (S-Parameter) in der Vektor-Netzwerkanalyse:
S11 (Rückflussdämpfung / Reflexionskoeffizient): Dieser Parameter beschreibt, wie viel des Eingangssignals am Port 1 reflektiert wird. Ein hoher negativer Wert (z. B. –20 dB) bedeutet, dass nur ein kleiner Teil des Signals reflektiert wird – also eine gute Anpassung an der Eingangsseite. → Maß für die Impedanzanpassung am Eingang.
S21 (Vorwärtsübertragung): Dieser Parameter gibt an, wie viel des Signals vom Port 1 zum Port 2 übertragen wird. Ein Wert von 0 dB bedeutet, dass das Signal verlustfrei durchgeht. Negative Werte (z. B. –3 dB) zeigen Verluste an. → Maß für die Durchlassfähigkeit eines Netzwerks von Eingang zu Ausgang.
LOGMAG
Logarithmische Magnitude (Betrag) in Dezibel (dB)
LogMag=20⋅log10(∣S∣)
Hier ein kleiner Exkurs zum Logarithmus.
S-Parameter: S₁₁ Rückflussdaempfung / Reflektionsmasz (Return Loss) S₂₁ Durchlassdaempfung / Verstärkung (Insertion Loss/Gain) S₂₂ Ausgangsanpassung S₁₂ Reverse Gain (z. B. Isolation)
TDR
TDR ist eine Messmethode, bei der ein kurzer Impuls oder ein Breitband-Signal in eine Leitung (z. B. Koaxialkabel, Leiterbahn) geschickt wird. Anhand der reflektierten Signale wird erkannt, wo und was für Unstetigkeiten oder Fehler entlang der Leitung auftreten.
TDR kann eingesetzt werden um folgendes zu zeigen:
- Kabelbrueche
- Kurzschluesse
- Impedanzspruenge
- Steckverbindungsfehler
- Laengenbestimmung von Leitungen
Ein VNA misst normalerweise im Frequenzbereich (S-Parameter). TDR ist eine ergaenzende Methode im Zeitbereich, die aus den VNA-Daten durch eine Fourier-Transformation erzeugt wird.
Die Lichtgeschwindigkeit in Luft/Vakuum ist 299.792.458 Meter pro Sekunde Bei einer relativen Permittivitaet (Dielektrizitätszahl)von Luft/Vakuum von εr = 1 ergibt sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit von ungefaehr 30 cm pro Nanosekunde.
Beispielrechnung für RG58 (Koaxkabel mit PE-Isolierung): εr = 2.3
v = c / sqrt(εr)
→ Daher die vereinfachte Faustregel: „20 cm pro ns“
Alternativ zum εr wird im Nano der Velocity Factor (Verkuerzungsfaktor) eingegeben.
Praxis
Bundesnetzagentur Frequenzplan
WLAN
Bluetooth
Bluetooth 2,402 – 2,480 GHz stehen insgesamt 79 Kanäle mit einer Bandbreite von je 1 MHz
ISM
433 MHz-Band (433,05 bis 434,79 MHz) oder das 868 MHz-Band (868 bis 870 MHz)