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NanoVNAなどのS21のダイナミックレンジ

昨日のLPFの測定でNanoVNAのS21のダイナミックレンジが気になったので、もうちょっと調べてみることにした。

測定方法

やることは単純で、アッテネータを通して測るだけ。減衰量の違うアッテネータを使ってそれぞれの減衰量がどのように表示されるかを見る。

用意したアッテネータは、10dB、20dB、30dB、それともう一つ10dB。左の三つは6GHz、右端は8GHz対応品。とは言え、安物なので、どこまでアテになるかは…。

測定

LiteVNA64

まずは、もっとも周波数範囲が広いLiteVNA64から。上限周波数は6GHz。

0dB

最初に同軸ケーブルで直結。

これでキャリブレーションを行ったので0dBでフラットになるのは当たり前。と言いたいところだけど、これほどまでに周波数が高いとコネクタの締め方や同軸ケーブルの曲がり方がかなり影響してくる。何とかフラットな状態を捉えたのが上の画像。

-10dB

金色の10dBアッテネータ。

3GHzまではフラット。その上は少し波打つが、まぁ、4GHz位まではだいたいフラット。

続いて銀色の10dBアッテネータ。

こちらは3.5GHz位までは波打つ様子は見られない。こちらの方が良いと言えば良いけど、まぁ、五十歩百歩。

-20dB

-30dB

-40dB

アッテネータは30dB+10dBの構成で。

-50dB

30dB+20dB

3GHz以下でも細かく波打つようになってきた。

-60dB

30dB+20dB+10dB

-70dB

30dB+20dB+10dB+10dB

ここまで来ると厳しい。3GHzまでに限定しても、-60dBくらいまでか?

NanoVNA-F V2

この機種の上限周波数は3GHz。

0dB

-10dB

-20dB

-30dB

-40dB

-50dB

-60dB

-70dB

NanoVNA-H4

この機種の上限周波数は1.5GHz。

0dB

-10dB

-20dB

-30dB

-40dB

-50dB

-60dB

-70dB

NanoVNA(クローン)

比較的初期のクローン品で、上限周波数は900MHzとして登場したもの。その後、ファームウェアのアップデートで、上限周波数は、一応、1.5GHzということになっている。

0dB

-10dB

-20dB

-30dB

-40dB

-50dB

-60dB

-70dB

まとめ

測定結果を眺めて、それらしい値になっている値を一覧表にしてみる。

LiteVNA64NanoVNA-F V2NanoVNA-H4NanoVNA※
~200MHz-65-65-65-60
~400MHz-65-65-55-40
~600MHz-65-65-50-35
~800MHz-65-65-50-30
~1000MHz-65-65-40-20
~1200MHz-65-65-35-10
~1500MHz-65-60-30
~2000MHz-65-60
~2500MHz-65-60
~3000MHz-65-40
~3500MHz-60
~4000MHz-50

※NanoVNAはクローン品。

しかしながら、実際にLPFを測ったものから少し拾ってみる。

150MHzのLPFの測定結果を読み取ったもの。

LiteVNA64NanoVNA-F V2NanoVNA-H4NanoVNA※
300MHz-32-30-28-32
400MHz-53-55-38-43
500MHz<-70<-70-40-40

LiteVNA64とNanoVNA-F V2の測定結果はだいたい一致。

NanoVNA-H4やNanoVNAでは、400MHz以上はダイナミックレンジ足りなくて正しい値で測れていない。

実際の測定ではこうしたことを頭に入れておく必要がありそう。


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