Corso di Laboratorio di Misure ad Alta Frequenza A.A. 2013-14




26 Febbraio 2014
A. Mostacci, S. Pisa 		Introduzione al corso, programma, testi consigliati. Panoramica degli strumenti e delle tecniche di misura trattati nel corso. Bibliografia e note pratiche. (Strumenti e tecniche delle misure a microonde, Esperienze di Laboratorio, Componenti a microonde)
27 Febbraio 2013
S. Pisa 		Linee di trasmissione, costanti primarie e secondarie. Cavo coassiale e modello a linee di trasmissione. Attenuazione, Impedenza e coef. di riflessione. Linea coassiale chiusa su un carico. Matrice di scattering. Potenza incidente, riflessa e trasmessa e parametri S. Sistemi lineari. Parametri S ed amplificatori (Lucidi di lezione)

Materiale aggiuntivo:
Demo su Freqeuncy use, linee di trasmissione e mismatch.
28 Febbraio 2014
S. Pisa 		richiami su classificazione e combinazione delle incertezze. Calcolo di incertezze per misure di SAR. Accopppiatori direzionali. (Lucidi di lezione, App. Note su directional couplers )

Materiale aggiuntivo:
Cenni su Incertezza di Misura.
Cenni di teoria della misura.
Teoria della misura (versione estesa).
5 Marzo 2014
S. Pisa 		Introduzione all'analizzatore di rete vettoriale (VNA): schema a blocchi. analizzatore di reti - struttura. Sezione di generazione. Sezione di test e di rivelazione. Diodo Schottky e rivelatore quadratico. Mixer e rivelatore supereterodina. (Lucidi di lezione )

Materiale aggiuntivo:
1) App. Note su fondamenti di misure con VNA e su architettura di VNA.
6 Marzo 2014
S. Pisa 		Analzzatori di rete vettoriali: accuratezza e tecniche di calibrazione. Calibrazione e incertezza dei VNA. Calibrazione dell'analizzatore di reti: errori sistematici. Modelli a 6 8 e 12 parametri di errore. Tecniche di calibrazione SOLT, TRL. (Lucidi di lezione)

Materiale aggiuntivo:
1) App. Note su accuratezza della misura con VNA.
2) Manuale HP8753: "Measurement Calibration" (da 6-57 a 6-82) e "Optimising Measurement Results" (da 5-1 a 5-89).
7 Marzo 2014
S. Pisa 		Calibrazione e incertezza dei VNA (continuazione lezione precedente). Time domain reflectometry: misure in riflessione. Misure in trasmissione, misure indirette, gating. (Lucidi di lezione)

Materiale aggiuntivo:
1) AN Agilent su introduzione alla TDR;
2) AN Rhode su TDR con analizatori di rete;
12 Marzo 2014
S. Pisa 		Introduzione all'analizzatore di spettro: principali utilizzi e schema a blocchi, struttura e funzionamento. (Lucidi di lezione)

Materiale aggiuntivo:
Fundamentals of Spectrum Analysis.
13 Marzo 2014
S. Pisa 		Parametri dell'analizzatore di spettro. (Lucidi di lezione)

14 Marzo 2014
S. Pisa 		Parametri dei sistemi non lineari e loro misura dell'analizzatore di spettro. Parametri dei VCO e loro misura con l'analizzatore di spettro. Cenni di teoria della modulazione (Lucidi di lezione)

17 Marzo 2014
A. Mostacci 		Circuiti equivalenti per misure di S21. Misure di distorsione con VNA. Range dinamico e tecniche per aumentarlo. Osservazioni pratiche sulla carta di Smith. (circuiti equivalenti, misure di distorsione, riduzione rumore, carta di Smith).

17 Marzo 2014
A. Mostacci 		Osservazioni sulla teoria della misura. Effetti parassiti in componenti reali R-L-C. Misura di impedenze e ammettenze dai parametri di scattering. Misure di impedenze e ammettenze con VNA. Fit lineare con i minimi quadrati ed incertezza dei parametri. (teoria della misura, effetti parassiti, impedenza con VNA, minimi quadrati).

Esercitazione 00
20 Marzo 2014 		Introduzione alle misure: misure su un cavo. Osservazoni pratiche sulla calibrazione. I comandi del VNA Tipi di cavi e connettori. Esercizio su incertezza di Tipo A. Acquisizione di misure da HP8753. Esercizi su carta di Smith e analisi di Fourier. (testo).

Materiale aggiuntivo:
1) Esempio di misure: cavo coassiale;
2) Osservazioni pratiche sulla calibrazione;
3) Pannello frontale del VNA e dello SPA;
4) cavi per misure RF;
5) connettori per misure RF;
6) frequenze di utilizzo degli standard comuni;
7) Formulario per l'elaborazione delle misure;
8) osservazioni sulla linearizzazione;
9) routine MATLAB per il fit lineare;
10) routine MATLAB per l'uso della carta di Smith.
11) routines MATLAB per l'uso della trasformata di fourier .
25 Marzo 2014 Caratterizzazione esterna di cavita' risonanti. Osservazione sulla misura di amplificatori, VCO e segnali modulati con l'analizzatore di spettro. (appunti, amplificatori, modulazione, VCO, slides su caratterizzazione di una cavita', caratterizazione di cavita' in riflessione )

Materiale aggiuntivo:
1) Lezione su Accoppiamento di potenza in cavita'.
2) Lezione su RF basics.
3) Parametri di una cavita'.
4) Notebook sul modello di una cavita'.
Esercitazione 01
25-26 Marzo 2014 		Introduzione alle misure con analizzatori di rete vettoriali. Caratterizzazione di componenti elementari (circuiti aperti, corto-circuiti, carichi). Procedure di calibrazione. Misura di cavi. Misura di filtri passabanda. (testo).

Materiale aggiuntivo:
1) osservazioni sulla linearizzazione;
2) routine MATLAB per il fit lineare.
Esercitazione 02
25-26 Marzo e 2 Aprile 2014 		Introduzione alle misure con analizzatori di spettro. Misura di un segnale sinusoidale da un generatore sinetitco. Visualizzazione dello spettro di segnali con forma d'onde elementare (onda quadra, onda triangolare, dente di sega ecc.). Misura di un segnale modulato in ampiezza con un segnale sinusoidale (visualizzazione nel dominio del tempo e nel dominio della frequenza; misura della profondita' di modulazione). Visualizzazione dello spettro di un segnale modulato in frequenza (frequenza e ampiezza). (testo).

Materiale aggiuntivo:
1) materiale su analizzatore di spettro e valutazione delle incertezze di misura;
2) routine MATLAB per il calcolo di trasformate di Fourier di segnali noti;
3) Manuale del sintetizzatore.
Esercitazione 03
26 Marzo e 2 Aprile 2014 		Misure di impedenza/ammettenza con analizzatori di rete vettoriali. Caratterizzazione di componenti elementari reali (condensatori, induttori e resistori). Efficacia della calibrazione. (testo).

Materiale aggiuntivo:
1) routine MATLAB per il fit lineare;
2) routine MATLAB per l'uso della carta di Smith.
3) Capacita' con elementi parassiti: routine MATLAB per carta di Smith, esempio.
2 Aprile 2014 Introduzione alla Time Domanin Reflectometry (TDR). Principi di TDR. TDR con impulso sintetico. Pricipali aspetti pratici della TDR con impulso sintetico. Commento alle esercitazioni di laboratorio. (appunti, addendum).

Materiale aggiuntivo:
1) AN Agilent su introduzione alla TDR;
2) AN Agilent su TDR per misure su microstrisce;
3) AN Rhode su TDR con analizatori di rete;
4) appunti su finestre per FFT;
5) paragone fra TDR con impulso reale e con impulso sintetitico.
Esercitazione 04
3-14-16 Aprile 2014 		Caratterizzazione di VCO, amplificatori e mixer. Utilizzo dell'analizzatore di spettro per caratterizzare un amplificatore e visualizzare lo spettro di un segnale in uscita da un mixer. (testo).

Materiale aggiuntivo:
1) Data sheet di mixer e VCO minicircuits.
2) application note sul phase noise in oscillatori.
Esercitazione 05
3-14-16 Aprile 2014 		Caratterizzazioni di cavità RF: misure di frequenza di risonanza, coefficiente di accoppiamento e fattori di qualità. (testo).

Materiale aggiuntivo:
1) Routines per la lettura dei dati dal PNA zip file;
2) Caratterizzazione di cavità in riflessione;
3) Esempi di misure in riflessione di cavità .
Esercitazione 06
3-14-16 Aprile 2014 		Applicazioni a casi pratici delle misure nel dominio del tempo con VNA. Misure di fault location in strutture coassiali. Caratterizzazioni di microstrisce. Funzioni di gating. (testo).

Materiale aggiuntivo:
1) Impostazione di misure in TDR.
4 Aprile 2014 Misura Costanti dielettriche. Tecniche in linee di trasmissione: formula di Nicolson-Ross-Weir. Tecnica in coassiale aperto: formula di Stuchly. (appunti).

Esercitazione 07
5-7-8 Maggio 2014 		Misure di TDR: gating, elementi concentrati, strisce. (testo).

Materiale aggiuntivo:
1) Impostazione di misure in TDR.
Esercitazione 08
5-7-8 Maggio 2014 		Caratterizzazione di dispositivi RF (testo).

Materiale aggiuntivo:
1) Data sheet dell'accoppiatore direzionale ZX30-20-20BD+.
2) DataSheet su Electric Line Stretcher.
Esercitazione 09
5-7-8 Maggio 2014 		Caratterizzazione di amplificatoricon analizzatori di rete vettoriale PNA-X (testo).

Materiale aggiuntivo:
1) Data sheet dell'amplificatore minicircuits.
2) Parametri di un amplificatore: Application Note.
3) Introduzione al Agilent PNA-X Microwave Network Analyser.
4) Introduzione al Agilent PNA Microwave Network Analyser.
5) Configurazione strumento PNA file.
7 Maggio 2014 Effetto delle perturbazioni della forma di cavità: sintonizzazioni di cavità e misura di campo in strutture risonanti. Modelli circuitali di misure in trasmissione e S21 di risonatori. (appunti, presentazione, dimostrazione del Teorema di Slater).

Materiale aggiuntivo:
1) Lezione su RF basics.
Esercitazione 10
12-14-15 Maggio 2014 		Caratterizzazione di un phase shifter e di una attenuatore variabile. Misura di permettività di materiali solidi in banda X. (testo).

Materiale aggiuntivo:
1) File Matlab utili.
Esercitazione 11
12-14-15 Maggio 2014 		Utilizzo di un oscilloscopio a larga banda. Agilent demo board. Step recovery diode per la moltiplicazione di frequenza. (testo).

Materiale aggiuntivo:
1) Appunti sullo Step Recovery diode.
2) Esercizi introduttivi per l'utilizzo dell'oscilloscopio.
3) Esercizi avanzati per l'utilizzo dell'oscilloscopio.
Esercitazione 12
12-14-15 Maggio 2014 		Caratterizzazione di cavità risonanti in trasmissione. Misure di campo in strutture risonanti (testo).

Visita ai Laboratori Nazionali di Frascati - INFN
27 Maggio 2014 		Presentazione introduttiva (slides).
Foto (link).
Open Lab Esercizi di ripasso (testo).
Prove individuali A.A. 2011-2012 (testo).
Prove individuali A.A. 2012-2013 (testo).

Last update on 27 May 2014, A.M.