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如何在使用鼎陽頻譜儀測(cè)量時(shí)進(jìn)行必要的優(yōu)化

更新時(shí)間:2021-04-28        閱讀:2340
  鼎陽頻譜儀的基礎(chǔ)功能是頻譜分析,是信號(hào)的頻率和功率測(cè)試,文中列舉幾種常見信號(hào)類型與應(yīng)用場(chǎng)景,總結(jié)設(shè)置規(guī)則,精簡(jiǎn)步驟的同時(shí)保證最佳準(zhǔn)確度。
 
  鼎陽頻譜儀是射頻領(lǐng)域進(jìn)行信號(hào)測(cè)試分析的基礎(chǔ)儀器,幫助射頻工程師完成信號(hào)頻率與功率的測(cè)量。發(fā)展至今,衍生出多種名稱,雖然叫法不同,但主要功能都還是進(jìn)行射頻/微波信號(hào)的測(cè)量,只是在處理/分析信號(hào)及擴(kuò)展性上各有側(cè)重。隨著各儀器廠家技術(shù)的進(jìn)步,精度越來越高,分析功能越來越多,價(jià)格也越來越高,對(duì)于廣大中小企業(yè)而言,投入往往是一件大事,那么,是否有一種可能選擇到性價(jià)比高的產(chǎn)品的同時(shí)也兼顧到信號(hào)測(cè)量的精度呢?今天我們就來談?wù)勅绾卧谑褂枚﹃栴l譜儀測(cè)量時(shí)進(jìn)行必要的優(yōu)化。
 
  1.優(yōu)化低電平測(cè)量的靈敏度
 
  對(duì)低電平信號(hào)的測(cè)量能力受限于設(shè)備的內(nèi)部噪聲。設(shè)備內(nèi)部混頻器及各級(jí)放大器會(huì)產(chǎn)生噪聲,通過檢波器會(huì)反映為顯示平均噪聲電平(DANL)。當(dāng)我們測(cè)量小信號(hào)的時(shí)候,信號(hào)幅度會(huì)接近設(shè)備內(nèi)部噪聲,被測(cè)信號(hào)信噪比越低,帶來的測(cè)量誤差也就越大。
 
  合理進(jìn)行參數(shù)設(shè)置可以改善本底噪聲,如圖1顯示了一個(gè)被頻譜儀DANL淹沒的信號(hào),為了正確測(cè)量這一低功率信號(hào),必須通過最小化輸入衰減,減小分辨率帶寬(RBW),和開啟前置放大器這些方法來降低頻譜儀的DANL,從而讓小信號(hào)凸顯出來。
 
  首先,輸入衰減器的設(shè)置會(huì)改變DANL,輸入衰減器用來保護(hù)內(nèi)部電路不被大功率信號(hào)燒壞,輸入衰減器增大可以減小到達(dá)輸入混頻器的信號(hào)功率。由于噪聲產(chǎn)生在輸入衰減器之后,大的輸入衰減設(shè)置會(huì)減小信噪比,在多數(shù)情況下,輸入衰減器的設(shè)置處于自動(dòng)(AUTO)狀態(tài),即自動(dòng)設(shè)置(如DSA800E系列為10 dB),但在某些測(cè)試小功率信號(hào)的情況下,需要更小的輸入衰減器設(shè)置來降低頻譜儀的本底噪聲,此時(shí)應(yīng)把衰減器設(shè)置為0 dB。
 
  混頻器輸出后的放大器會(huì)放大被衰減的信號(hào),除了放大輸入信號(hào)外,噪聲也同樣被放大,從而造成DANL上升。然后信號(hào)通過RBW中頻濾波器,所以減小RBW可以使較低的噪聲能量到達(dá)檢波器,可以降低頻譜儀的DANL。
 
  當(dāng)需要進(jìn)一步提高測(cè)量靈敏度時(shí),應(yīng)該使用具有低噪聲和高增益的前置放大器?,F(xiàn)在一般都具有內(nèi)部的前置放大器(預(yù)放),可以改善信噪比20dB左右(如DSA800系列為17dB)。這對(duì)一些小信號(hào)的測(cè)量(如雜散信號(hào)測(cè)量,-110 dBm以下信號(hào)功率測(cè)量)是非常有用的。頻譜儀內(nèi)部的預(yù)放默認(rèn)狀態(tài)是關(guān)閉的,使用時(shí)需要手動(dòng)打開。同時(shí)打開預(yù)放時(shí)要注意此時(shí)的輸入信號(hào)電平,避免損壞預(yù)放。
 
  當(dāng)進(jìn)行雜散信號(hào)測(cè)量時(shí),要求雜散信號(hào)應(yīng)低于某個(gè)限值,可以提供一個(gè)模板判定功能,如圖3所示,該功能把測(cè)得的軌跡數(shù)據(jù)與一組幅度和頻率限值線相比較。如果被測(cè)信號(hào)落在限值線內(nèi),屏幕顯示PASS,如果信號(hào)超出限值線,屏幕顯示FAIL。該功能同樣能夠用于EMI預(yù)測(cè)試方向。
 
  2.識(shí)別內(nèi)部失真成分
 
  在進(jìn)行諧波,雜散等項(xiàng)目測(cè)試時(shí),需要對(duì)輸入信號(hào)載波之外的失真成分進(jìn)行測(cè)量分析。但需要注意的是,有時(shí)輸入信號(hào)較大并且輸入衰減設(shè)置不夠時(shí),會(huì)造成頻譜儀內(nèi)部產(chǎn)生失真。這時(shí),失真成分會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響,甚至?xí)⑹д娈a(chǎn)物誤判為被測(cè)信號(hào)。如何判別失真是設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的還是被測(cè)信號(hào)本身的失真?使用輸入衰減器就可以簡(jiǎn)單的作出判定。

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