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如何在使用鼎陽頻譜儀測量時進行必要的優化

  • 發布日期:2021-04-28      瀏覽次數:339
    •   鼎陽頻譜儀的基礎功能是頻譜分析,是信號的頻率和功率測試,文中列舉幾種常見信號類型與應用場景,總結設置規則,精簡步驟的同時保證最佳準確度。
       
        鼎陽頻譜儀是射頻領域進行信號測試分析的基礎儀器,幫助射頻工程師完成信號頻率與功率的測量。發展至今,衍生出多種名稱,雖然叫法不同,但主要功能都還是進行射頻/微波信號的測量,只是在處理/分析信號及擴展性上各有側重。隨著各儀器廠家技術的進步,精度越來越高,分析功能越來越多,價格也越來越高,對于廣大中小企業而言,投入往往是一件大事,那么,是否有一種可能選擇到性價比高的產品的同時也兼顧到信號測量的精度呢?今天我們就來談談如何在使用鼎陽頻譜儀測量時進行必要的優化。
       
        1.優化低電平測量的靈敏度
       
        對低電平信號的測量能力受限于設備的內部噪聲。設備內部混頻器及各級放大器會產生噪聲,通過檢波器會反映為顯示平均噪聲電平(DANL)。當我們測量小信號的時候,信號幅度會接近設備內部噪聲,被測信號信噪比越低,帶來的測量誤差也就越大。
       
        合理進行參數設置可以改善本底噪聲,如圖1顯示了一個被頻譜儀DANL淹沒的信號,為了正確測量這一低功率信號,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,從而讓小信號凸顯出來。
       
        首先,輸入衰減器的設置會改變DANL,輸入衰減器用來保護內部電路不被大功率信號燒壞,輸入衰減器增大可以減小到達輸入混頻器的信號功率。由于噪聲產生在輸入衰減器之后,大的輸入衰減設置會減小信噪比,在多數情況下,輸入衰減器的設置處于自動(AUTO)狀態,即自動設置(如DSA800E系列為10 dB),但在某些測試小功率信號的情況下,需要更小的輸入衰減器設置來降低頻譜儀的本底噪聲,此時應把衰減器設置為0 dB。
       
        混頻器輸出后的放大器會放大被衰減的信號,除了放大輸入信號外,噪聲也同樣被放大,從而造成DANL上升。然后信號通過RBW中頻濾波器,所以減小RBW可以使較低的噪聲能量到達檢波器,可以降低頻譜儀的DANL。
       
        當需要進一步提高測量靈敏度時,應該使用具有低噪聲和高增益的前置放大器?,F在一般都具有內部的前置放大器(預放),可以改善信噪比20dB左右(如DSA800系列為17dB)。這對一些小信號的測量(如雜散信號測量,-110 dBm以下信號功率測量)是非常有用的。頻譜儀內部的預放默認狀態是關閉的,使用時需要手動打開。同時打開預放時要注意此時的輸入信號電平,避免損壞預放。
       
        當進行雜散信號測量時,要求雜散信號應低于某個限值,可以提供一個模板判定功能,如圖3所示,該功能把測得的軌跡數據與一組幅度和頻率限值線相比較。如果被測信號落在限值線內,屏幕顯示PASS,如果信號超出限值線,屏幕顯示FAIL。該功能同樣能夠用于EMI預測試方向。
       
        2.識別內部失真成分
       
        在進行諧波,雜散等項目測試時,需要對輸入信號載波之外的失真成分進行測量分析。但需要注意的是,有時輸入信號較大并且輸入衰減設置不夠時,會造成頻譜儀內部產生失真。這時,失真成分會對測量結果造成影響,甚至會將失真產物誤判為被測信號。如何判別失真是設備內部產生的還是被測信號本身的失真?使用輸入衰減器就可以簡單的作出判定。
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