Analizator impedancji sieci to wyspecjalizowany przyrząd służący do pomiaru charakterystyki impedancji sieci elektrycznych, komponentów lub urządzeń w całym zakresie częstotliwości. Jest szczególnie przydatny w analizie i testowaniu obwodów, anten, filtrów i innych komponentów elektronicznych, gdzie dopasowanie impedancji i charakterystyka mają kluczowe znaczenie. Analizator zazwyczaj działa poprzez generowanie znanego sygnału testowego i przykładanie go do testowanego urządzenia (DUT). Następnie mierzy odpowiedź testowanego urządzenia, aby określić jego właściwości impedancyjne, takie jak rezystancja (R), pojemność (C) i indukcyjność (L), a także wielkość impedancji i kąt fazowy.
Analizator impedancji działa w oparciu o zasadę podawania sygnału testowego, zwykle fali sinusoidalnej lub sygnału o częstotliwości przemiatanej, na wejście testowanego urządzenia. Sygnał ten jest zwykle generowany przez sam analizator i jest znany na podstawie jego częstotliwości i amplitudy. Analizator mierzy napięcie i prąd na wejściu i wyjściu testowanego urządzenia oraz oblicza impedancję, korzystając z prawa Ohma (Z = V/I). Zmieniając częstotliwość sygnału testowego i obserwując uzyskane wartości impedancji, analizator może utworzyć profil lub wykres impedancji (wykres Smitha), który pokazuje, jak impedancja testowanego urządzenia zmienia się wraz z częstotliwością.
Zasada analizy impedancji opiera się na zrozumieniu, w jaki sposób komponenty i obwody elektryczne reagują na zmieniające się częstotliwości zastosowanego sygnału. Impedancja to złożona wielkość obejmująca rezystancję, pojemność i indukcyjność, a jej charakterystyka może znacznie różnić się w zależności od częstotliwości. Analizatory impedancji wykorzystują tę zasadę do zapewnienia szczegółowego wglądu w zachowanie komponentów i obwodów elektronicznych w szerokim zakresie częstotliwości. Analizując impedancję, inżynierowie i badacze mogą optymalizować projekty obwodów, zapewniać właściwe dopasowanie impedancji, diagnozować usterki i weryfikować specyfikacje wydajności.
Zastosowanie analizatora impedancji obejmuje różne gałęzie przemysłu i dziedziny, w tym telekomunikację, inżynierię RF i mikrofalową, produkcję elektroniki, przemysł lotniczy i laboratoria badawcze. Służy do charakteryzowania i testowania anten, filtrów, linii przesyłowych, elementów pasywnych (takich jak rezystory, kondensatory i cewki indukcyjne), płytek PCB (płytek drukowanych) i układów scalonych. Inżynierowie używają analizatorów impedancji do weryfikacji specyfikacji projektowych, rozwiązywania problemów z niedopasowaniem impedancji, oceny integralności sygnału oraz zapewnienia niezawodności i wydajności systemów elektronicznych.
Analizator sieci wektorowej (VNA) i analizator impedancji służą różnym celom pomimo pewnego nakładania się funkcjonalności. VNA to bardziej zaawansowany instrument, który nie tylko mierzy impedancję, ale także dostarcza szczegółowych informacji na temat złożonych współczynników odbicia i transmisji (parametrów S) testowanego urządzenia. VNA działają w szerszym zakresie częstotliwości i mogą z dużą dokładnością charakteryzować zachowanie urządzeń zależne od częstotliwości. Natomiast analizator impedancji koncentruje się przede wszystkim na pomiarze charakterystyki impedancji, w tym wielkości i kąta fazowego, zazwyczaj w węższym zakresie częstotliwości. Chociaż oba instrumenty mogą przeprowadzać analizę impedancji, VNA są bardziej wszechstronne i nadają się do kompleksowych pomiarów RF i mikrofal, podczas gdy analizatory impedancji wyróżniają się precyzyjną charakterystyką i analizą impedancji w określonych pasmach częstotliwości.
