Couverture ElectroniqueS n°127

Alors que les analyseurs scalaires sont en voie de disparition, hormis pour les applications sur site, les modèles vectoriels autorisent désormais des mesures sur des composants multiports ou munis d'accès équilibrés soit par la mise en &oelig;uvre d'unités de test externes, soit grâce à la disponibilité de plusieurs ports sur les appareils eux-mêmes. Et, bien entendu, la plate-forme PC a investi tous les instruments récents. La finalité d'un analyseur de réseau est de caractériser le comportement en fréquence d'un circuit. Les appareils objets de ce « Dossier » sont essentiellement destinés à la mesure des impédances et des transferts d'énergie et couvrent les gammes dites RF et hyperfréquences. Ils sont constitués d'un ou plusieurs générateurs réalisant des balayages en fréquence et en amplitude si nécessaire, et d'un système de mesure composé de coupleurs directifs et de détecteurs. Les résultats sont présentés sur un écran graphique à cristaux liquides, le tube cathodique ayant totalement disparu de ce type d'outils depuis plusieurs années. Le PC s'intègre Les progrès de l'informatique personnelle aidant, une large proportion d'appareils est désormais construite sur une base de type PC. Une telle plate-forme fournit à la fois une puissance de calcul pour la compensation des erreurs et la mise en forme des résultats, procure de la souplesse à l'affichage et assure la convivialité de l'interface homme-machine. Alors qu'il y a cinq ans, les analyseurs de réseau informatisés fonctionnaient sous Windows NT, c'est maintenant Windows XP qui anime ces instruments. Non seulement on dispose d'une ergonomie comparable à celle de tout ordinateur domestique ou bureautique (barres de menus, menus déroulants…), mais on peut également installer des applications standard (tableurs, traitement de texte, etc.) pour éditer des rapports ou mettre en forme les résultats. Les appareils informatisés ont donc deux visages : celui d'un outil de mesure conventionnel avec des boutons de commande, et celui d'un ordinateur qui obéit au clavier et à la souris. Bien évidemment, il ne faut pas négliger toutes les ressources qui vont de pair avec un PC intégré : exportation des données et contrôle à distance via les ports USB et Ethernet, en plus du GPIB, avec en sus la faculté de piloter des bancs de test par l'unité centrale de l'analyseur. S'affranchir de la contribution du montage de test Lorsque l'élément à mesurer ne possède pas d'accès coaxiaux, on a besoin d'un montage de test particulier (réseau adaptateur ou « embedding network ») pour effectuer les liaisons entre les connecteurs coaxiaux de l'analyseur et l'environnement non coaxial du composant à contrôler. Par exemple en RF et en hyperfréquences, il est difficile de mesurer directement sur les éléments tels que les composants en boîtiers pour montage en surface. Dans ce cas, si le montage de test n'est pas caractérisé avec précision, il introduit des incertitudes dans la mesure. Une solution possible au problème métrologique consiste à développer un système spécial qui permet d'effectuer le calibrage directement sur le montage de test. Toutefois, de tels systèmes peuvent se révéler très onéreux et manquer de souplesse à l'usage. Une alternative consiste à modéliser le montage de test non caractérisé et à annuler mathématiquement son influence sur les mesures. Sur un dispositif à deux ports, ce montage est modélisé sous forme de deux quadripôles indépendants placés de chaque côté de l'élément à tester. Une fois réalisée la modélisation, il est possible de modifier les coefficients d'erreurs de l'analyseur pour intégrer les quadripôles dans le modèle d'erreurs à douze termes. Ce processus étant terminé, on peut visualiser en temps réel les mesures sur le composant ainsi « dé-embeddé » (virtuellement débarrassé de son réseau adaptateur) sur l'écran de l'analyseur. En plus de la fonction de-embedding qui consiste donc à annuler une partie de la mesure globale, on peut éprouver le besoin d'incorporer (« embedder ») un réseau virtuel avec les mesures sur un élément : par exemple, pour la mise au point d'un amplificateur destiné à être utilisé dans un système qui inclut des filtres, des câbles et des atténuateurs. Grâce au procédé d'embedding, on obtient l'affichage des caractéristiques de l'amplificateur dans son environnement complet sur l'écran de l'analyseur, sans qu'il soit nécessaire d'ajouter physiquement d'autres composants dans le montage de mesure. Cette opération est réalisée en intégrant mathématiquement des quadripôles virtuels ou modélisés dans les mesures sur le circuit. Il s'agit ni plus ni moins d'un dévoiement de la procédure d'intégration de quadri-pôles réels modélisés dans le modèle d'erreurs afin de simuler des réseaux virtuels. Selon un procédé similaire au de-embedding, un ajustement du modèle à douze termes d'erreurs de l'analyseur permet de prendre en compte l'influence de réseaux virtuels placés en amont et en aval de l'élément sous test.

Les analyseurs de réseau scalaires et vectoriels

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