频谱仪的原理与使用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,测试仪表的使用,频谱分析仪介绍,质检部,2004-1-18,1,频谱分析仪介绍,1.,基本原理,2.,使用操作,3.,注意事项,4.,基本指标的意义及测试连接,5.,直放机、干放等基本指标参数,2,1.1,基本原理,任何一个电信号经傅里叶变换后，分解成不同的频率分量。,基波、各次谐波等。,3,1.2,什么是频谱分析仪？,频谱分析仪是在频域中用图形表示信号的幅度为频率的函数，横轴对应频率，纵轴对应功率电平。,频谱分析仪能把复合信号的频率成分分开，每个频率对应的功率电平被显示。,P,dBm,=10lgP(mW)/1mW,4,1.3,频谱分析仪常用来测量,调制,噪声电平,失真,直放机的增益,最大输出功率,信号强度,三阶互调,5,1.4,频谱分析仪内部方框图,6,1.5,混频器,本振信号,输入信号,混频后变为中频信号,7,1.6,中频滤波器（,RBW,）,混频后输出信号经中频滤波器滤波。,中频滤波器的带宽影响信号的分辨率，故又称为分辨率带宽,RBW,8,1.7 RBW-,分辨率带宽,分辨率,:,把信号从最邻近的信号中区分开来的能力,由其,IF,带宽决定。,一般设置,HP8594E,RBW=300KHz,HM5014,：,RBW= 400KHz,HM5014-2:,RBW= 1000KHz,9,1.8,寄生调频与相位噪声的影响,RBW,越小,分辨率越高,.,似乎无限地降低,IF,带宽,分辨率将无限提高,这是一种谬论,.,因为边带噪声,寄生,FM,等影响分析仪的稳定度,IF,带宽存在一个实用的极限,.,带宽越窄,扫描时间越长,.,10,1.9,检波器,滤波后的信号经过检波器检波。,通常的三种检波方式：,正极性（取最大值）,负极性（取最小值）,采样（取采样的最后一个值）,11,1.10,视频滤波器（,VBW,）,检波之后信号经过滤波器，称为视频滤波器,VBW,VBW,的作用：,平滑噪声,更容易观察小信号,12,1.11,其它部件：本振、扫频发生器、,LCD,显示,本振,:,提供基准信号,扫频发生器：,横轴频率扫描,CRT/LCD,显示：,最终的测量信 号显示,13,1.12,跟踪源,跟踪源：,同步扫频信号输出的扫频信号源。,跟踪源信号常用来测试：,增益,带宽,带外抑制,14,1.13,各部件是怎样一起工作的？,15,2.1,使用操作,目前公司主要的频谱分析仪类型有：,HAMEG,德国惠美公司的,HM5014,HM5014-2,HP,美国惠普公司（现在的安捷伦公司）,HP8594E,HP8595E,LG,韩国现代,SA 7270,16,2.2 HP,面板简介,前面板：,主要功能：,频率,frequency,幅度,amplitude,扫描带宽,span,控制功能,RBW,扫描时间,VBW,数字键,RF,输入端,RF,输出端,CAL,输出,17,2.3.1 HM5014,面板简介,18,2.3.2HM5014,面板简介,19,2.3.3HM5014,面板简介,20,2.4 HM5014-2,面板简介,21,2.4.2HM5014-2,面板简介,22,2.4.3HM5014-2,面板简介,23,2.5,显示界面,横轴显示频率,SPAN,扫描跨度，可在,SPAN=50MHz,+-,键设置,也可起始频率、终止频率、中心频率设置。,纵轴显示电平幅度（功率）,顶部为参考电平线，如果设置为,10dB/div,，则每下降一格，降低,10dB.,内部衰减器的设置与参考电平的设置相关。,可设置,10dB/div,或,5dB/div,24,2.6 HP8594/5E,操作界面,25,2.7 HP8594E,主要键功能（一）,Frequency,: center freq. start freq. stop freq. Ct step,Auto,man,Freq.offset,Band lock,Span:,span,span zoom, full span, zero span, last span,peak zoom,Amplitude:,Ref level , ATTEN,Auto,Man, Scale,Log,/Lin,more 1/3-,Max mxr lvL,Amptd units,external Preampg,input z,50,75 ,Ref lev offset,more 2/3 -,couple,AC,DC,26,2.6.2HP8594E,面板简介,27,2.8 HP8594E,主要键功能（二）,WINDOWS,-,分屏显示,on next zoom,Marker:,MKR,: marker narmal , marker ,marker Amptd,select,1,2 3 4,marker 1,on,off,more 1 of 2-,marker trace Auto ABC ,marker read F T I P,MKR ,: CF , REF Lvl, cf step, span, minium,MKR FCTN,:Trace on,off,mak count on,off,mak table on off,mk noise on off,mk pause on off,Peak search:,mak cf,mk,next peak,next pk right,next pk left,more1of 2,28,2.9 HP8594E,主要键功能（三）,Control:,Sweep:,swp time,auto,man,sweep,cunt,sgl,gate on,off,gate countrol,BW,:Res BW,Vid BW ,VBW/RBW ratio,Vid avg on,off,Trig:,sweep,cont,sgl,free Run,Video Line,Auto Couple,:Auto all,RBW auto man,VBW auto man,SWP auto man,CF auto man,Trace:,clear write A,max hold A,view A,blank A,Trace,A,BC,Display:,Hold,Dsp line on off,chang title,limit lines,analog on off more 1of 2,29,2.10 HP8594E,主要键功能（ 四）,Instrument state:,PRESET,CONFIG,MODE,SAVE,RECALL,CAL:,CAL freq and amptd,cal freq,cal Amptd,cal YTF,cal store,more 1 of 4-,more 2 of 4 -cal TRK Gen,AUX corl:,（辅助控制）,track Gen power on off,COPY:,Meas user,SGL swp,30,2.11 HP8594E,操作手册,1.,开机,:,按左下角,LINE,键,.,关机,则再按一次,.,开机会出现,OVEN COLD,表明需要预热,.,2,频率设置,:,按,FREQENCY,选择测量的中心频率,CENTER FREQ ,按,SPAN,选择带宽或,STARE FREQ,选择起始频率,STOP FREQ,选择终止频率,.,一般来说,CENTER FREQ,选,902.5MHz,或,944.5MHz.,3.,SPAN,选择,:,按,SPAN,选择测量显示带宽,同时可配合,STEP,及上下箭头键改变显示带宽,.,一般来说,测量 增益时,SPAN=50MHz,测量噪声电平 时,SPAN=30MHz.,4.,幅度设置,:,按,AMPLITUDE,选择测量参考电平的设置,REF LVE,内部衰减的自动与手动选择,ATTE AUTO MAN,显示刻度为对数或线性,.,一般选择为对数,LOG,显示,.,在,MORE 1 OF 3,选项下,REF LVE OFFSET,可选择参考电平的偏置,.,假设,INPUT,端外接,30dB,衰减器,则将,REF LVE OFFSET,设置为,+30dBm,则测量读数中已将外接的衰减器计算在内,为测量带来方便,.,一般开始将,REF LVE,选择,+20dBm,或,+30dBm,然后根据显示的信号,逐渐降低,REF LVE,直到信号显示在参考电平下一格为宜,.,31,2.12 HP8594E,操作手册,5.,跟踪源输出电平,:,选择仪器右边上面,AUX CTRL,再选,TRACK GEN,之后选,SRC PWR ON OFF,屏幕显示,SRC POWER -10dBm.,即,TG,输出为,-10dBm.,改变数值即可改变,TG,输出值,.,请注意,:TG,输出范围为,-66dBm,至,-1dBm.,如果需用,-60dBm,输出,建议设置为,-30dBm,输出,然后在,RF OUT,端口外接,30dB,衰减器,.,这样做可以保护仪器,防止被意外的反向功率击坏,.,6.,改变,RBW,VBW,等参数,:,按,BW,键,出现,RES BW AUTO MAN,VID BW AUTO MAN,按相应键,可选择,RBW,VBW,设置为自动匹配,手动选择,及设置相应的值,.,一般设置为,RBW=300KHz,#VBW=3KHz(,前面,#,号表示为手动,).,7.,读数,MARKER,:,按,MKR,出现,MARKER NORMAL,为一般读数,显示测量值,.,如果选,MARKER,出现两次读数差值,.,转动旋纽,屏幕右上角显示两个测量点的频率偏差,幅度相差值,.,选择,PEAK SEARCH,可寻找波峰,选择,MKR-,出现标记,-,中心频率,标记,-,参考电平等,.,MARKER FCTN,选择一些轨迹功能,.,32,2.13 HP8594E,操作手册,.,校准,:,校准频率与幅度,:,将,CAL OUT,与,INPUT,端口短接,按,CAL,键,再选择,CAL FREQ & AMPTD .,即可校准频率与幅度,.,也可选择,CAL FREQ,或,CAL AMPTD.,分别只校准频率与幅度,.,校准完成,需,7-8,分钟时间,校准完毕后,按,CAL STORE,存储,.,此步骤校准一次后,平时测量不要求作,.,校准跟踪源,:,将,RF OUT,与,INPUT,短接,按,CAL,键,选,MORE 1 OF 4,再选,MORE 2 OF 4,之后选,CAL TRK GEN,即可,校准跟踪源,校准需,1,分钟左右,.,校准完成后,按,CAL STORE,存储,.,此步骤校准一次后,平时测量不要求作,.,33,2.14 HP8594E,操作手册,其它,:,WINDOWS,功能,:,ON,出现分屏显示,.,NEXT,选择分屏后上下切换,.,ZOOM,还原与分屏切换,.,CONTROL,功能,:,SWEEP:,扫描时间及相关选项,.,TRIG:,触发选项,.,AUTO COUPLE:,自动匹配,.,TRACE:,轨迹,显示轨迹及选项,.,DISPLAY:,显示及相关选项,.,INSTRUMENT STATE,功能,:,COPY,与,SGL SWP,如果安装相应选件,可打印,PRESET:,预置,.,预置成开机时状态,.,CONFIG:,配置,.,MODE:,方式选择,只可选频谱分析仪,.,SAVE:,存储,.,状态与轨迹,.,RECALL:,取回,.,MEAS/USER:,用户测量中,有一个功能能快速测出,3dB,带宽,.,在,N dB PTS ON OFF,中可直,接测出,N dB,带宽读数,.,34,2.15 HP8594E,操作手册,使用注意事项,:,A.,HP8594E,配两个,N(J)/BNC(f),转接头,.,保护仪器,N,型接头,.,附带一根,BNC(M)-BNC(M),连线,用于校准用,.,B.,仪器最大输入功率为,+30dBm,但在使用时,INPUT,端口务必外接相应衰减器,.RF OUT,端口也应接衰减器,.,C.,一般来说,当,RES BW.VBW,设置为自动时,读数较为准确,.,当,RES BW,VBW,及,SPAN,改变时,会带来相应不确定度,.,本仪器,RBW,改变时不确定度,+0.5dB,当测量时请注意这一点,.,D.,本公司为仪器配置测试线,BNC(J)-N(J)1.1,米两根,.30dB,衰减器两个,.,请注意爱护,.,35,2.16 HM5014,操作手册,面板控制键说明：,1,、,POWER,大约,10,秒后，噪声电平出现在底部基线之上。,2,、,INTENS,：调节亮度。,3,、,FOCUS,： 聚焦调节。,4,、,TR,：,跟踪旋纽替代,CRT,金属屏蔽，在水平跟踪位置，地球磁场的影响不能完全避免。电位计的影响通过打开它来校准。针垫轻微失真无法避免，并不能被校准。,5,、,A,，,B,，,A-B,：,仪器有两个存储器，存储器,A,，存储器,B,。当前测量结果总是存储在,A,。存储器,B,仅能从存储器,A,拷贝。,A-B,功能允许从当前存储器,A,减去存储器,B,。,取回：,存储器,A,，,B,，,A-B,能通过按,A,，,B,，,A-B,键很容易得到。屏幕上读出的结果告诉用户正在显示的是哪一个存储器。,注意,：,从,A,拷贝到,B,之后，显示的是存储器,B,。按,A,，,B,，,A-B,纽很快转换到,A-B,，再按一下显示,A,，若,A,，,B,，,A-B,，哪一个显示则读出哪个的值。,36,2.17 HM5014,操作手册,6,、,SAVE,：,最多存储,10,个配置设定。如果一个设置被存储，它能通过按,RECALL,键取回。,频繁地用设置能很快的被覆盖并出错。掉电时存储的信息也被保存。,怎样选择,SAVE,存储器地址：重复按,SAVE,键最多选,9,个存储地址，按,RECALL,键返回,0,号地址。,存储,选择了存储器的地址之后，按住,SAVE,一段时间，然后松开。,注意：,AVERAGE,与,HOLD,功能不是存储操作的一部分，意思是若这些功能被激活，则,SAVE,功能不能被执行。在这种情况下将有一个声音信号报警。,中断：,如果无设置要存储，,3,秒后,SAVE,设定自动无效。,7,、,RECALL,本功能允许从,SAVE,取回存储的设置。,激活：按住,RECALL,一段时间。,注意：,如果,AVERAGE,与,MAXHOLD,功能被激活，则,RECALL,功能不能被执行。在这种情况下将有一个声音信号报警。,选择,SAVE,存储器地址：,重复按,SAVE,键最多选,9,个存储地址，按,RECALL,键返回,0,号地址。,取回：选好存储器的地址后，按住,RECALL,一段时间，仪器将显示存储的参数设置。,37,2.18 HM5014,操作手册,8,、,AB,：,允许存储器,A,中暂存的内容送入存储器,B,。推一下，存储,A,到,B,。仪器自动显示存储器,B,的内容。若返回实际信号，推,A,，,B,，,A-B,两次，如果推一次，将显示,AB,。当电源关断时，存储器,B,的内容被删除。,9,、,MAXHOLD,（最大保持）,本功能允许自动存储仪器读出的最大信号电平。显示的测量结果仅当测量的值超过以前的值时才更新。任何小于以前记录的测量值不被显示。此功能因此能精确地记录跳动的,RF,最大信号值。因此，能确保显示的测量结果在以前的测量值中为最大。,注意：,脉动的信号应在尽可能低的,SPAN,，尽可能高的,BANDWIDTH,，管闭视频滤波器，为预防滤波器瞬间响应引起的误差。,拉起：,推,MAXHOLD,。相应的,LED,亮，指示相应的功能被激活。,注意：,取消测量显示，终止,MAXHOLD,功能,，再次使用，又被激活。直接开关,AVERAGE,，不影响,MAX,、,HOLD,存储器的内容。,中断：,推,MAX,、,HOLD,。,LED,关，指示,MAX,、,HOLD,功能关断。,38,2.19 HM5014,操作手册,10,、,AVERAGE,本功能允许自动存储仪器读出平均信号电平。用,AVERAGE,功能显示的噪声能被降低。因此，信号不被噪声淹没，能更清晰地被观察。推一下,AVERAGE,，激活平均功能。,LED,亮，指示次功能被激活。,注意：,用,AVERAGE,降低噪声不影响幅度的精度，甚至于更大的带宽，与视频滤波器。因此，数字平均不受视频滤波器响应时间的限制。,拉起：,推,AVERAGE,。相应的,LED,亮，指示相应的功能被激活。,注意：,取消测量显示，终止,AVERAGE,功能，再次使用，又被激活。直接开关,MAX,、,HOLD,，不影响,AVERAGE,存储器的内容。,中断：,推,AVERAGE,。,LED,关，指示,AVERAGE,功能关断。,11,、,CENTER FREQ,推,CENTER FREQ,键，能输入中心频率，,LED,亮。此时，中心频率能通过,旋纽,14,调整。频率显示在左上角字母,C,后面。,注意：,假如中心频率较低或,SPAN,提高，谱线可能看不见，甚至没有与信号连接。,一般参考“零频率标记”（零峰值），对使用超外差的分析仪常有这种情况。,当频率变到发射范围内的第一,IF,中频滤波器的频率时，所观察的是可见的第一载波（第一示波器）。零峰值标记电平在每个仪器上不同，并不能用作标定电平。,39,2.20 HM5014,操作手册,12,、,FINE,若推,FINE,键，,LED,亮，频率输入（中心频率的,LED,亮），标记（,MARKER LED,亮）以非常小的步进移动。,再次推,FINE,，激活大步进。,FINE LED,熄灭。,13,、,MARKER,为了评估测量曲线，仪器配备了移动的标记（,）。标记能通过旋纽在,轴方向上移动，并在,Y,轴方向上跟踪测量曲线。要激活,MARKER,，推,MARKER,键，,LED,亮，数字指示标记频率值与幅度值，显示在屏幕上。（例如：,M100.00MHz-29dBm,）,.,推,CENTER,可中止,MARKER,方式。,注意：,FINE,功能也影响,MARKER,位置的输入。,14,、,TUNING DAIL-,旋扭,旋纽能选择中心频率或标记位置，依赖于,CENTER FREQ,。或,MARKER,哪个被激活。,15,、,SPAN,显示带宽,分析仪的扫描带宽通过两个,SPAN,键设定。,SPAN,显示在屏幕的右上角，在字母,S,后面。频率轴的满带宽（,1000MHZ,），每栅格为,100MHZ,。从中心栅格线向屏幕的右边移动，每过一格，频率上升,100MHZ,，因此，显示的曲线频率应为,500MHz+5*100MHz=1000MHz.,当向屏幕的左边移动时，频率降低，左边框线为,0MHZ,。,40,2.21 HM5014,操作手册,16,、,ZERO SPAN,当,ZERO SPAN,键按下，选择,0Hz,的,SPAN,。如果选择,0Hz,的,SPAN,，分析仪作为一可选电平计，它能通过中心频率（,CENTER FREQ,。）校准。测量的电平显示通常为一水平线。,ZERO SPAN,方式通过按,ZERO SPAN,键激活。再按一次，回到以前的带宽。,以上说明解释显示带宽，中心频率，刻度范围，与衰减。灰色区域显示,HM5012,的最大测量范围，白色区域为能在屏幕上显示。“窗口”的高度由于刻度的范围限于,80dB,。显示的范围能通过开关衰减器，另设定参考电平而上下移动。显示范围的宽度通过分析仪的,SPAN,设定，它能包含全部的灰色区域或仅仅其的一部分。定位这些区域，可通过中心频率（,CENTER FREQ,。）。明智地选择中心频率，,SPAN,显示带宽尽可能（显示分辨率），以便能够容易地观察信号。不必要的高,SPAN,有相当的负面影响。,注意：,HM5014/5012,频谱分析仪的内部编程总是尽可能选择相对于,SPAN,，分辨率带宽，视频带宽等合适的时间。,UNCAL,出现，指示由于不足够的瞬间响应时间，尽可能避免测量误差。,17,、,5dB/Div,按,5dB/Div,键，垂直刻度设为,5dB/Div,。相应的确,LED,亮。再次推,5dB/Div,，返回,5dB/Div,。,41,2.22 HM5014,操作手册,18,、,RBW,（分辨率带宽）,仪器配备的,分辨率滤波器为,9KHZ,，,120KHZ,，,400KHZ,。可通过,RBW,键选择。相应的,LED,亮，指示哪一个带宽被选择。,注意：,对于脉动的信号，最大测量带宽与最大保持功能应被选择。,19,、,VBW,视频滤波器,视频滤波器的目的是降低视频与噪声带宽，因而降低噪声失真。当测量低电平值，它淹没在噪声电平中，视频滤波器（低通）能用来降低噪声电平。这允许用来检测小信号，否则，小信号可能看不见。,如果,SPAN,降低，而被测信号不在中心，可能信号超出了屏幕显示。,当测量脉动信号时，为避免误差，尽可能不使用视频滤波器。,注意：,请注意如果频率范围,SPAN,太高，激活,视频滤波器,，读出的幅度可能有误（太小），（,UNCAL,出现）。这种情况，,SPAN,必须降低。借助中心频率的设定（,CENTER FREQ,）的帮助，首先被测信号必须在屏幕的中心，然后降低,SPAN,。,20,、,ATTN,。,此键用于设定输入的衰减，通过推,UP,和,DOWN,键，衰减能被设为,0dB-40dB,步进为,10dB.,输入,0dB,衰减，需按住此键一段时间，这样为保护输入端，避免误设。,注意：,为保护输入端的原因，仪器开机时，预先设为,10dB,衰减，需再次指出，,最大允许输入电压不可超过。,这点特别重要，因为当输入信号存在，而当前,SPAN,下不可见，频谱分析仪可能只显示被测信号的一部分。,42,2.23 HM5014,操作手册,21,、,REFERENCE,旋纽,REFERENCE,用于设定参考电平，所有的屏幕幅度读数以此电平为参考。,参考电平总位于水平栅格的顶部。也依赖于衰减器的设置，参考电平可设在,-99.8dBm,至,+13dBm,之间。,22,、,INPUT,频谱分析仪输入为,50,。无衰减的最大允许输入信号电平为,25V DC,或,+10dBmAC.,当用最大衰减,(40dB),时,允许,+20dBm.,这些值不允许超过,否则会损坏输入端,.,23. PROBE POWER,PROBE POWER,单独用于为,HZ530,提供功率,.,要求使用特定的功率电缆给探针设定,.,24. VOL.,调节音量,.,25. PHONE,接头连接器,用,3.5mm,立体声耳机或,8,的耳机。,26,、,ATTN,。,HM5014,的,TG,输出衰减器有,5,个位置，能通过,UP/DOWN,键选择。输出衰减器用于降低踪迹发生器的电平。,43,2.24 HM5014,操作手册,27,、,LEVEL,LEVEL,旋纽能以,0.2dB,的步进改变,TG,跟踪源的输出电平。电平设定的范围是,11dB,显示读出的输出电平，也依赖于衰减器的设置。,注意：,如果跟踪源没有激活，输出电平依然能够改变，这些都能可见读出。如果有信号输出，必须激活跟踪源。这是一种保护措施，避免损坏敏感负载。,28,、,TRACKING GENERATOR,仪器上电后，跟踪源并不激活。这是一种保护措施，避免损坏连接的负载。显示为小写的,t,，推,TRACKGEN,键，激活跟踪源。出现大写的,T,，并有一个衰减器的,LED26,亮。再推一次,TRACKGEN,键，就关断跟踪源。,29,、,OUTPUT,跟踪源输出,50,，,输出电平用旋纽,27,和,衰减键,26,设定。输出电平能被设定为,1dBm,与此,50dBm,之间。,30,、,RM,（,REMOTE,）,LED,RM,LED,指示仪器被串行口接口控制。如果,LED,亮，则前面板上键都不可用。这种情况下，可通过串行口命令中止或关断仪器中止。遥控方式仅能通过串行接口命令激活。,44,2.25 HM5014,操作手册,操作,-,第一步,设置：,SETTINGS,在未知信号输入到仪器的输入端之前，应验证直流成分小于,25,，最大幅度低于,20dBm,。,ATTN,衰减,作为保护性的测量，衰减应设为,40Db,。（,LED“40”,亮）,FREQUENCY SETTINGS,：频率设置,设中心频率为,500MHz,（,C500MHz,），选带宽,SPANW,为,1000MHz,。,BANDWIDTH,：带宽,第一次测量应选,400MHZ,滤波器，关掉视频滤波器。,如果当降低输入衰减时，屏幕上噪声带上移，这表明可能有其它的高幅度的输入信号出现，但在所选择的带宽内不可见。如果没有看到信号，衰减能连续降低。,任何情况下，衰减器的设定必须在响应的最大输入信号之下（非零峰峰值）。如果最大的信号（,0HZ-1000MHZ,）刚刚达到参考线，能测得正确的信号电平。如果超过了参考线，衰减必须增大，或者外接合适的衰减。,使用满跨度（,FULL SPAN,）方式测量主要为了尽快观察。要比较接近地分析被测信号,SPAN,必须降低，在这之前，中心频率必须设在让信号显示在屏幕的正中心，然后,SPAN,降低。,然后分辨率带宽可以降低，必要时可使用视频滤波器，警告“,uncal”,不能出现，否则测量的结果不正确。,45,2.26 HM5014,操作手册,获得测量值：,测量的结果很容易用,MAEKWR,读出，,MAEKWR,频率可用旋钮设定，必要时，使用,FINE,步进方式，然后读出幅值，这个读出值已经显示出来，对衰减器的设定，幅值 已自动较准。,如果被测值不使用,MAEKWR,那么测量信号与参考线的区别，观察刻度可以设为,5dB/Div,或,10dB/Div,。对输入衰减器，参考电平已经包括。以后不必校准。,图片显示的信号幅度距参考线大约,-16dB,，假定参考电平为,-27dB,，刻度为,10dB/Div,。,则信号的幅值为（,-27dBm,）,+(-16dBm)=-43dBm.,此值已包括输入衰减器的设定。用户不必为输入衰减作任何校准。,46,2.27,测试技巧：,RF,输入衰减器,测量大信号时，必须外加适当的衰减器。,测量噪声电平等小信号时，将,RF INPUT,衰减器设为,0dB,。,射频输入衰减提高时,信噪比降低,.,47,2.28,怎样提供测试精度？,参考电平,所有屏幕的幅度读数,以此电平为参考,参考电平总位于水平格的顶部,依赖于输入衰减器的设置,.,为使测量精确,参考电平的选择,让最大信号刚达到参考线,.,如果信号超出了参考电平,必须加大衰减,或外接合合适的衰减器,.,48,2.29,测量噪声电平时，输入衰减器尽可能小,一般设置为,0dB,ATTN,下降,10dB,噪声电平下降,10dB,49,2.30 RBW,对噪声电平的影响,显示的噪声电平是,RBW,的函数。,分析仪所有频率范围内的信号,被转换成单一的中频,必须能通过,IF,滤波器。,降低,RBW=,降低噪声,。,一般设置,HP8594E,RBW=300KHz,HM5014,：,RBW= 400KHz,HM5014-2:,RBW= 1000KHz,50,2.31 VBW,对噪声电平的影响,VBW,平滑噪声后,低电平信号更容易观察,51,2.32,测试噪声电平时的一般设置,为获得最佳灵敏度要求,:,最窄的,RBW,RBW=300KHz,最小的,RF,输入衰减器,ATTN.=0dB,足够的视频滤波器,(VBW0.01RBW),VBW=3KHz,SPAN=30MHz,52,2.33,混频器产生的失真,混频器的非线性，产生的失真。,53,2.34,互调失真与谐波失真,双音互调失真,谐波失真,54,2.35,失真的改变,基础功率增加,1dB,双音三阶互调增加,3dB,二次谐波增大,2dB,三次谐波增大,3dB,55,2.36,技巧：,测试失真是来自外部的还是仪器内部的？,改变输入衰减器，观察屏幕上的信号：,幅度无改变，失真是输入信号的部分（外部）,幅度有改变，至少有一些失真是分析仪内部产生的（内部）,56,2.37,当,SPAN=0Hz,时，为时域显示,时,域,显,示,图,形,57,2.38,时分多址（,TDMA,）,58,3.1,注意事项：,外接适当的衰减器,输入信号过大，很容易烧坏内部的输入衰减器。,测试时必须外加适当的衰减器。,59,3.2,注意事项,为防止双向放大的直放机的反向信号损坏跟踪源的输出，在跟踪源的输出端必须外接相应频段的环形器或衰减器。,60,3.3,注意事项,校准仪表：检查输出、输入是否正常。,检查用于测试的电缆是否正常。,检查用于测试的衰减器是否正常。,61,4.1,基本指标的意义及测试,增益：,输出信号相对输入信号的放大倍数。,G=P,O,/P,I,一般用,dB,表示。,G(dB)=10LgG,62,4.2,增益的测试,被测直放机增益（,dB)=,=,输出,-,输入,=,（,Pou+B,）,-,（,Pin-A,）,= Pou+B+A-Pin,一般情形，如室内选带机：,Pin=-30dBm,A=30dB,B=30dB,Pou=-20dBm,左右,增益,= -20dBm+30dB,+30dB-(-30dBm),=70dB,技巧：先根据直放机的功率、增益，估计直放机的输入电平范围。,频谱分析仪,TG,输出,Pin RF,输入,Pou,衰减器,A,衰减器,B,被测直放机,63,4.3,基本指标的意义及测试,功率：,又称最大输出功率，指当输入信号增大时，,输出信号不再增大时的 输出。,为测试方便，通常指,1dB,压缩点，即当输入,信号增大,1dB,输出信号不再增 大,1 dB,时的输出。,P,一般用,dBm,表示，,P,（,dBm)=10LgP(mW)/1mW,64,4.4,功率的测试,一般来说，在线性区,Pin1,增加,1dB,输出,Pou1,增加,1dB,。,当,Pin1,增加,1dB,，,输出,Pou1,不增加,1dB,，,当增加量,0.7dB,时，,认为该点为,1dB,压缩点。,输入,输出,Pin1,Pin2,Pou1,Pou2,65,4.5,功率测试,功率测试连接图,信号源输出,直放机,衰减器,频谱仪,隔离器或环行器,66,4.6,基本指标的意义及测试,带宽：,直放机有效工作频带。,GSM900,应满足：上行：,890-909MHz;,下行：,935-954MHz,EGSM900,应满足：上行：,885-909MHz;,下行：,930-954MHz,以,GSM900,为例：上行从,899.5MHz,至,890,或,909 MHz,的增益下 降不大于,2dB.,带内平坦度,：,有效工作频带内不同频率上最大和最小输 出信号 之差。用,dB,表示。要求带内平坦度,3dB,。,带外抑制,:,从中心频率点至被测频率点处的增益下降量。,用,dB,表示。,67,4.7,带宽、带内平坦度、带外抑制的测量,测试连接图与增益测试相同。,从中心频率点至测试点的增益下降量。,68,4.8,基本指标的意义及测试,噪声电平：,没有输入信号时，直放机在频谱仪上显,示的输出电平,即底噪声。,噪声系数：,定义为输入端载频信噪功率比除输出端 中频信号噪声功率比。,NF=(P,Si,/P,ni,)/(P,so,/P,no,),噪声系数用噪声系数仪,HP8970B,测量。,注意：工程上噪声电平的测量需断开输入信号。,69,4.9,工程中上行噪声电平的检测,施主天线 覆盖天线,环行器或耦合器,待测直放机,衰减器,频谱分析仪,70,4.10,工程中下行噪声电平测试,施主天线 覆盖天线,环行器或耦合器,被测直放机,衰减器,频谱分析仪,71,4.11,基本指标的意义及测试,互调：,多个信号加到非线性器件上，产生的新的频率成分。其中最严重的是三阶互调。,假设放大器的非线性可用幂级数表示：,i=a,0,+a,1,V+a,2,V,2,+a,3,V,3,+.,设作用于放大器的信号是：,V=Acosw,A,t+Bcosw,B,t+Ccosw,C,t,i=,直流项,+,基频项,+2,次项,+3,次项，其中,3,次项有：,3/4a,3,A,2,Bcos(2w,A,+w,B,)t+cos(2w,A,-w,B,)t+3/4a,3,AB,2,cos(2w,B,+w,A,)t+cos(2w,B,-w,A,)t+,不难看出，,2w,A,-w,B,，,2w,B,-w,A,，,2w,A,-w,C,，,2w,C,-w,A,，,2w,B,-wc,的,3,阶互调产物在,w,A,w,B,w,C,附近，难以用选择性电路滤除，易构成互调干扰。,由此看出，三阶互调干扰有,2,信号三阶互调和,3,信号三阶互调：,2A-B,，,A+B-C,按同样的数学分析方法，将,5,次幂展开并整理，有,5,阶互调：,3A-2B,，,3A-B-C,等。,72,4.12,三阶互调的测试,连接图,P,dBm,IM3,2f1-f2 f1 f2 2f2-f1,f,通常设置：,SPAN=5MHz,f2-f1=1MHz,信号源,1,信号源,2,合路器,直放机,衰减器,频谱仪,73,4.13,工程中收发信隔离度的测试,为防止收发信天线自激，要求,收发信隔离度,I ,直放站实际工作增益,G+10dB,施主天线 覆盖天线,RF INPUT,隔离度,I=PT-PR,频谱分析仪,输入信号,P,R,+20dBm,信号源输出,P,T,74,4.13,端口驻波比及测试,端口输入驻波比,SWR,：传输线上相邻波腹点和,波谷点电压振幅之比。,SWR=Vmax/Vmin,要求,SWR1.5,工程上测试,SWR,用仪表,SiteMaster,天馈线测试仪。,实验室测试,SWR,用仪表,HP8713C,，网络分析仪。,75,5.1,常用直放机的测试,室外选带机,基本指标参数,890-909/935-954MHz,型号,SF900ECM-1,SF900ECM-2,SF900ECM-3,增益,85dB,85dB,85dB,上行功率,30dBm,30dBm,36dBm,下行功率,37dBm,40dBm,43dBm,噪声电平,-30dBm,-30dBm,-30dBm,76,5.2,常用直放机的测试,室外选带机,基本指标参数,885-909/930-954MHz,型号,ESF900ECM-1,ESF900ECM-2,ESF900ECM-3,增益,85dB,85dB,85dB,上行功率,30dBm,30dBm,33dBm,下行功率,37dBm,40dBm,43dBm,噪声电平,-30dBm,-30dBm,-30dBm,77,5.3,常用直放机的测试,室内选带机,基本指标参数,890-909/935-954MHz,型号,SF900ICM-1,SF900ICM-2,SF900ICM-3,增益,70dB,70dB,70dB,上行功率,20dBm,20dBm,20dBm,下行功率,30dBm,33dBm,37dBm,噪声电平,-43dBm,-43dBm,-43dBm,78,5.4,常用直放机的测试,室内选带机,基本指标参数,885-909/930-954MHz,型号,ESF900ICM-1,ESF900ICM-2,ESF900ICM-3,增益,70dB,70dB,70dB,上行功率,20dBm,20dBm,20dBm,下行功率,30dBm,33dBm,37dBm,噪声电平,-43dBm,-43dBm,-43dBm,79,5.5,常用直放机的测试,室外选频机,基本指标,890-915/935-960MHz,型号,GF900EQM-1,GF900EQM-2,GF900EQM-3,上行增益,82dB,82dB,82dB,下行增益,85dB,85dB,90dB,上行功率,30dBm,30dBm,30dBm,下行功率,37,40dBm,43dBm,80,5.6,常用直放机的测试,室外选频机,基本指标,885-915/930-960MHz,型号,EGF900EQM-1,EGF900EQM-2,EGF900EQM-3,上行增益,82dB,82dB,82dB,下行增益,85dB,85dB,90dB,上行功率,30dBm,30dBm,30dBm,下行功率,37,40dBm,43dBm,81,5.7,常用直放机的测试,室内选频机,基本指标,885-915/930-960MHz,型号,EGF900IQM-1,EGF900IQM-2,EGF900IQM-3,上行增益,60dB,60dB,60dB,下行增益,70dB,70dB,70dB,上行功率,20dBm,20dBm,20dBm,下行功率,30dBm,33dBm,37dBm,82,5.8,常用直放机的测试,干线放大器,基本指标参数,890-909/935-954MHz,型号,LA900M-1,LA900M-2,LA900M-3,增益,40dB,40dB,40dB,上行功率,4dBm,4dBm,4dBm,下行功率,35dBm,40dBm,40dBm,上行噪声电平,-75dBm,-75dBm,-75dBm,83,