频谱仪的使用.ppt

1、测试仪表的使用,频谱分析仪介绍,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,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。,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。 PdBm=10lgP(mW)/1mW,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,1.4 频谱分析仪内部方框图,1.5 混频器,本振信号 输入信号

2、 混频后变为中频信号,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,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,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.,1.9 检波

3、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）,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,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,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,1.13 各部件是怎样一起工作的？,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

4、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 7270,2.2 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,2.3.1 HM5014面板简介,2.3.2HM5014面板简介,2.3.3HM5014面板简介,2.4 HM5014-2面板简介,2.4.2HM5014-2面板简介,2.4.3HM5014-2面板简介,2.5 显示界面,横轴显示频率 SPAN扫描跨度，可在SPAN=

5、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,2.6 HP8594/5E操作界面,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

6、,peak zoom Amplitude:Ref level , ATTEN Auto Man, Scale Log/Lin, more 1/3- Max mxr lvL,Amptd units,external Preampg,input z 5075 Ref lev offset, more 2/3 - couple AC DC,2.6.2HP8594E面板简介,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, ma

7、rker 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 2,2.9 HP8594E主要键功能（三）,Control:

8、 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,TraceABC Display:Hold,Ds

9、p line on off,chang title,limit lines,analog on off more 1of 2,2.10 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,2.11

10、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R

11、EF 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.,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

12、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MA

13、RKER: 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.,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 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89

14、0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。,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。,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=(PSi/Pni)/(Pso/Pno) 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

15、需断开输入信号。,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,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,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=a0+a1V+a2V2+a3V3+. 设作用于放大器的信号是： V=AcoswAt+BcoswBt+CcoswCt i=直流项+基频项+2次项+3次项，其中3次项有： 3/4a3A2Bcos(2wA+wB)t+cos(2wA-wB)t+3/4a3AB2cos(2wB+wA)t+cos(2wB-wA)t+ 不难看出， 2wA-wB，2wB-wA， 2wA-wC， 2wC-wA， 2wB-wc的3阶互调产物在 wA wB wC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。,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