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除了基礎(chǔ)頻譜測(cè)試,頻譜儀還有哪些標(biāo)配測(cè)試功能?

更新時(shí)間:2024-10-15      點(diǎn)擊次數(shù):181

頻譜儀的基礎(chǔ)功能是顯示測(cè)試頻率范圍內(nèi)的功率譜,當(dāng)頻率范圍SPAN=0時(shí)顯示當(dāng)前測(cè)試頻率點(diǎn)的時(shí)域功率。除此之外,主流中高()端頻譜儀還標(biāo)配一些分析功能,比如時(shí)域功率測(cè)試、信道功率測(cè)試、載噪比測(cè)試、占用帶寬測(cè)試、諧波測(cè)試、互調(diào)測(cè)試、頻率計(jì)功能、n-dB-down測(cè)試、噪聲測(cè)試、功率譜密度測(cè)試,以及統(tǒng)計(jì)分析功能。

這些標(biāo)配功能可大大簡(jiǎn)化和優(yōu)化測(cè)試應(yīng)用,且無(wú)需另外付費(fèi),測(cè)試工程師不能僅僅了解頻譜儀的基礎(chǔ)功能和購(gòu)買的專用測(cè)試選件,還應(yīng)當(dāng)熟練掌握這些頻譜儀標(biāo)配的測(cè)試功能,本文簡(jiǎn)述這些標(biāo)配擴(kuò)展功能的應(yīng)用。

Channel power / ACPR

信道功率和功率譜密度測(cè)試

應(yīng)用場(chǎng)景

調(diào)制信號(hào)的信道功率和鄰道功率測(cè)試,被測(cè)設(shè)備通常是發(fā)射機(jī)或射頻通道;

鄰道功率測(cè)試目的,主要是分析干擾和噪聲功率。

測(cè)試原理

對(duì)于同一個(gè)信號(hào),信道功率的測(cè)試結(jié)果與功率計(jì)的連續(xù)平均功率測(cè)試結(jié)果一致;

使用RMS檢波器,在預(yù)設(shè)信道帶寬內(nèi),測(cè)量信號(hào)功率并計(jì)算積分總功率,得到信道功率;

在預(yù)設(shè)鄰道帶寬內(nèi),測(cè)量并顯示噪聲功率以及鄰道功率比ACPR;

噪聲功率可以歸一化到1Hz顯示,即噪聲功率密度dBm/Hz。

測(cè)試方法
  • 設(shè)置頻譜儀,信號(hào)居中,激活信道功率測(cè)量功能;

  • 如果信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)通信信號(hào),頻譜儀中可選擇相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)設(shè)置,否則,RMS檢波器,設(shè)定信道和鄰道帶寬和保護(hù)間隔,設(shè)定SPAN顯示信道數(shù)目;

  • 運(yùn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)置;

  • 讀取發(fā)射信道功率值;

  • 默認(rèn)鄰道功率比,可更改顯示鄰道噪聲功率或功率密度。

注意事項(xiàng)

不可使用峰值檢波,推薦選用RMS檢波器,用延長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間的方式獲取更穩(wěn)定的曲線;SPAN>信號(hào)帶寬。

Marker - Noise

噪聲功率/譜密度

應(yīng)用場(chǎng)景
測(cè)量寬帶噪聲譜某頻率的噪聲功率密度dBm/Hz,也可以顯示電壓和電流譜密度V/√Hz和A/√Hz等。
測(cè)試原理

在Marker標(biāo)記點(diǎn)處,根據(jù)RBW自動(dòng)計(jì)算并顯示該頻點(diǎn)功率密度;

頻率歸一化主要采取 -10lg(RBW) 算法,另需多點(diǎn)平均;

當(dāng)SPAN=0的時(shí)域測(cè)試時(shí),整條trace曲線上的功率數(shù)據(jù)進(jìn)行平均和計(jì)算;

當(dāng)SPAN>0頻譜測(cè)試時(shí),選擇標(biāo)記點(diǎn)左右多個(gè)測(cè)試點(diǎn)(如8點(diǎn))數(shù)據(jù)進(jìn)行平均和計(jì)算

測(cè)試方法
打開(kāi)Marker標(biāo)記功能中的噪聲測(cè)試模式,檢波器設(shè)置為RMS或SAMPLE,讀取噪聲功率或電壓譜密度。
注意事項(xiàng)

噪聲讀數(shù)起伏過(guò)大時(shí),需要采取一定的穩(wěn)定手段,RMS檢波器采取延長(zhǎng)掃描時(shí)間的手段,SAMPLE檢波器采取多次平均的手段;

噪聲功率密度計(jì)算中需要多點(diǎn)平均,因此Maker不可標(biāo)記在頻譜尖峰或臨近尖峰的位置。

C/N和C/N0

載噪比測(cè)試

應(yīng)用場(chǎng)景

用于射頻通道或器件的載噪比測(cè)試,例如放大器或射頻接收通道。

測(cè)試原理

測(cè)量C和N的功率及其功率比值;

信號(hào)C是CW單載波,N是規(guī)定帶寬內(nèi)總的噪聲功率,N0是歸一化到1Hz的噪聲功率密度。

測(cè)試方法
  • 設(shè)置頻譜儀,將信號(hào)C屏幕居中;

  • 激活C/N功能,自動(dòng)標(biāo)記C的頻率和功率(交叉線標(biāo)記);

  • 設(shè)定信道分析帶寬;

  • RMS檢波器,SPAN是信道帶寬的2~3倍,這個(gè)步驟可以Adjust setting 自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)置;

  • 關(guān)閉輸入信號(hào)C(或?qū)⑵湟瞥鲂诺缼挘?/span>

  • 讀取C/N和C/N0

【OBW】

占用帶寬測(cè)試

應(yīng)用場(chǎng)景

用于測(cè)試射頻信號(hào)占用帶寬。

測(cè)試原理

在SPAN之內(nèi),積分計(jì)算總功率,按照預(yù)設(shè)功率百分比占比,計(jì)算相應(yīng)的信號(hào)帶寬。

測(cè)試方法
  • 設(shè)置頻譜儀,將信號(hào)屏幕居中;

  • 設(shè)置SPAN>信號(hào)帶寬,RBW<<信號(hào)帶寬;

  • RMS檢波器;

  • 預(yù)設(shè)功率百分比占比,如99%;

  • 讀取OBW,調(diào)整SPAN介于2*OBW和3*OBW之間

  • 最終讀取OBW

【ndB-Down】

頻域或時(shí)域?qū)挾葴y(cè)試

應(yīng)用場(chǎng)景

測(cè)量帶寬或脈沖寬度

測(cè)試原理

是Marker功能之一,首先Marker搜索信號(hào)峰值,并在曲線上峰值左右兩側(cè)各下降ndB的位置,標(biāo)定帶寬或脈寬。

測(cè)試方法
  • 設(shè)置頻譜儀,將信號(hào)屏幕居中;

  • 設(shè)置SPAN>信號(hào)帶寬;

  • 設(shè)置ndB,例如3dB帶寬;

  • 讀取帶寬或脈寬值

時(shí)域功率測(cè)試

應(yīng)用場(chǎng)景

信號(hào)功率的時(shí)域測(cè)試。

測(cè)試原理

在SPAN=0條件下測(cè)量信號(hào)功率,橫軸是時(shí)間,縱軸是功率。在固定頻點(diǎn),測(cè)試信號(hào)包絡(luò)并顯示。

測(cè)試方法
  • 設(shè)置頻譜儀,將信號(hào)屏幕居中;

  • 設(shè)置SPAN=0,RBW>信號(hào)帶寬;

  • RMS或sample檢波器;

  • 峰值功率讀取Peak;

  • 平均功率讀取RMS

諧波測(cè)試

應(yīng)用場(chǎng)景

自動(dòng)搜索測(cè)試信號(hào)的諧波。

測(cè)試原理

首先自動(dòng)搜索信號(hào),得到信號(hào)的頻率和功率值,然后自動(dòng)測(cè)量預(yù)設(shè)諧波次數(shù)的頻率處的諧波分量功率,計(jì)算功率差并顯示。

測(cè)試方法
  • 進(jìn)入諧波測(cè)量模式

  • 設(shè)置合適的諧波次數(shù)

  • 設(shè)置合適的RBW

  • 讀取諧波測(cè)量值

【TOI】

互調(diào)測(cè)試

應(yīng)用場(chǎng)景

自動(dòng)測(cè)試雙音信號(hào)的三階互調(diào)截點(diǎn)TOI。

測(cè)試方法
  • 設(shè)置中心頻率和SPAN,使兩個(gè)輸入信號(hào)對(duì)稱居中,并完整顯示兩個(gè)相鄰的互調(diào)信號(hào);

  • RBW<<頻率間隔;

  • 進(jìn)入TOI測(cè)量模式并讀取TOI

頻率計(jì)功能

應(yīng)用場(chǎng)景

測(cè)量射頻信號(hào)的頻率

測(cè)試方法
  • 設(shè)置中心頻率和SPAN,使信號(hào)居中;

  • 打開(kāi)Marker功能,搜索峰值;

  • 設(shè)置頻率分辨率;

  • 頻率計(jì)數(shù)器模式,讀取頻率count值

【APD幅度概率分布】
測(cè)量時(shí)間(采樣點(diǎn)個(gè)數(shù))內(nèi)所有采樣點(diǎn)幅度的出現(xiàn)概率直方圖,橫軸是功率幅度(dBm),縱軸概率(當(dāng)前幅度出現(xiàn)次數(shù)/總樣點(diǎn)數(shù))。

設(shè)置參數(shù):

  • 幅度分辨率:直方圖線寬,分辨率內(nèi)的信號(hào)幅度相等,默認(rèn)0.1dB;

  • 分析帶寬AnBW:大于信號(hào)帶寬;

  • 測(cè)量時(shí)間Meas Time:通過(guò)samples設(shè)置,足夠多的樣點(diǎn)數(shù)獲得穩(wěn)定結(jié)果。

除了測(cè)試圖形以外的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示:

  • 平均功率

  • 峰值功率

  • 峰均比

【CCDF互補(bǔ)累積分布函數(shù)】
超過(guò)信號(hào)平均功率的某幅度電平出現(xiàn)概率,橫軸是相對(duì)功率電平門限,橫軸起點(diǎn)是0dB(對(duì)應(yīng)平均功率),自定義幅度門限范圍,縱軸代表超過(guò)對(duì)應(yīng)橫軸門限電平的信號(hào)出現(xiàn)概率。

設(shè)置參數(shù):

  • 分析帶寬AnBW:大于信號(hào)帶寬;

  • 測(cè)量時(shí)間Meas Time:通過(guò)samples設(shè)置,足夠多的樣點(diǎn)數(shù)獲得穩(wěn)定結(jié)果;

  • 紅色曲線:代表當(dāng)前電平條件下理想高斯分布。

除了測(cè)試圖形以外的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示:

  • 平均功率

  • 峰值功率

  • 峰均比

  • 10%,1%,0.1%,0.01%四個(gè)概率對(duì)應(yīng)的幅度電平



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