頻譜儀培訓(xùn)(安捷倫)

1、1、了解頻譜儀2、頻譜儀能測(cè)什么3、影響頻譜儀測(cè)量的一些基本參數(shù)4、N9340B頻譜儀的介紹5、測(cè)量的一些基本步驟6、測(cè)試案例 頻譜分析儀是研究電信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)的儀器，用于信號(hào)失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號(hào)參數(shù)的測(cè)量，可用以測(cè)量放大器和濾波器等電路系統(tǒng)的某些參數(shù)，是一種多用途的電子測(cè)量?jī)x器。它又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等。頻譜儀航天和國(guó)防無(wú)線服務(wù)提供商頻譜管理機(jī)構(gòu)電視和廣播 1、它可用來(lái)測(cè)量信號(hào)的頻率、電平、波形失真、噪聲電平、頻譜特性等。 2、加上標(biāo)準(zhǔn)天線還可用來(lái)測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)。 3、能寬頻帶連續(xù)掃描。 4、電平顯示范圍大

2、于70dB，所以在很多場(chǎng)合，頻譜儀正在替代場(chǎng)強(qiáng)儀成為電波測(cè)量中一種被廣泛應(yīng)用的儀器。頻譜儀測(cè)量信號(hào)的頻率測(cè)量信號(hào)的幅值測(cè)量頻譜寬度測(cè)量干擾波形失真噪聲電平衰減器的作用如下： 1、當(dāng)測(cè)量高電平信號(hào)時(shí)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行衰減，保護(hù)頻譜儀不受損壞。 2、改善儀器端口的匹配特性。 3、提高測(cè)試的準(zhǔn)性，混頻器是非線性器件，當(dāng)我們通過(guò)混頻器輸入的電平較高時(shí)，會(huì)干擾測(cè)試結(jié)果。4、提高頻譜儀動(dòng)態(tài)范圍。 同時(shí)，衰減器設(shè)置過(guò)大，儀器的本底噪聲被抬高。 分辨率帶寬可以減小噪聲帶寬，其帶寬越窄，噪聲帶寬就越窄，進(jìn)入頻譜分析 儀的噪聲就越小，那么接收靈敏度就越高，即本底噪聲越低。 RBW越大，所以掃描的時(shí)間就越短，反之RBW越

3、小，掃描的時(shí)間就越長(zhǎng)。 分辨帶寬必須小于或等于兩個(gè)信號(hào)的頻率間隔。 視頻帶寬的作用就是“平滑”信號(hào)的噪聲，而噪聲電平不會(huì)改變，因此VBW不能改善靈敏度，但在測(cè)量小功率信號(hào)時(shí)，VBW可以改善識(shí)別能力和再現(xiàn)性。 和RBW一樣VBW越大，掃描的速度就越快，掃描的時(shí)間就越短。反之，VBW越小，掃描的時(shí)間就越長(zhǎng)。 設(shè)置規(guī)則 作為一個(gè)常用的規(guī)則，頻譜儀測(cè)量所選的VBW與RBW的比例因子為10到100，這樣，對(duì)分辨帶寬設(shè)為30KHz時(shí)，VBW的典型選擇是3KHz或300 Hz。 使用頻譜儀時(shí)，用戶能控制掃頻時(shí)間 。由于要保持指定的測(cè)量精度，頻譜儀不可能掃得任意快，它取決 于所選分辨率帶寬、視頻帶寬和頻率范圍

4、的掃頻速率限制。這個(gè)掃頻速率通常不 是用戶選擇而是由掃頻范圍除以掃頻時(shí)間決定的。如果頻譜儀掃得太快，濾波器來(lái)不及響 應(yīng)，測(cè)量結(jié)果就不準(zhǔn)確。 當(dāng)顯示大的頻率跨度時(shí)，一 個(gè)象素點(diǎn)包含了相對(duì)較大子段的頻譜信息，由于頻譜儀第一級(jí)本振的調(diào)整步長(zhǎng) 取決于分辨率帶寬，這樣多個(gè)取樣點(diǎn)（測(cè)試結(jié)果值）會(huì)落在一個(gè)象素點(diǎn)上，象 素點(diǎn)顯示什么樣的數(shù)值取決于檢波器的檢波方式。 舉個(gè)例子，當(dāng)測(cè)試1GHz7.25GHz的頻譜時(shí)，RBW等于10MHz，頻率跨度 為6.25GHz，頻譜儀顯示了625點(diǎn)，實(shí)際上一個(gè)顯示點(diǎn)（象素點(diǎn)）代表了10MHz 信號(hào)帶寬 的頻譜。假設(shè)本振以RBW/10為步進(jìn)，那么每10MHz帶寬的輸入信 號(hào)測(cè)試

5、了10次，在整個(gè)帶寬內(nèi)一共測(cè)試了6250次，中心頻率分別為1.001GHz、 1.002GHz、1.003GHz. 7.248GHz、7.249GHz、7.25GHz，但是顯示點(diǎn)只有 625個(gè)，那么一個(gè)顯示點(diǎn)代表這10MHz頻帶 的10次測(cè)量結(jié)果值，到底代表哪 一次或者哪幾次結(jié)果的合成就由檢波器來(lái)決定。 1、一鍵測(cè)量 可以對(duì)占用帶寬、信道功率、鄰道功率泄漏比等進(jìn)行快速測(cè)量。 2、高精度功率測(cè)量 支持安捷倫 U2000 系列功率探頭，可作為功率計(jì)進(jìn)行高精度功率測(cè)量。 3、高電平輸入安全性 最大安全輸入電平+33 dBm，持 續(xù)3分鐘(最大50VDC)。 4、優(yōu)異的靈敏度 包含了一個(gè)頻率可高達(dá) 3

6、 GHz 的前置放大器，從而提供 高靈敏度測(cè)量能力，這對(duì)分析微弱信號(hào)很有幫助。 5、頻率范圍 頻率范圍從100kHz3GHz 6、適合夜間使用的背光鍵功能 7、內(nèi)置光傳感器 可以自動(dòng)調(diào)節(jié)屏幕的亮度 8、場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量功能 可以通過(guò)外接天線測(cè)量出信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)。 前端面板概述 頂部面板介紹 顯示屏標(biāo)注 通過(guò)系統(tǒng)鍵可以設(shè)置語(yǔ)言，文件的保存/讀取，設(shè)置 時(shí)間日期。 置頻譜儀為特定操作模式，用上/下鍵選擇操作方式。 激活相關(guān)測(cè)量功能的菜單，占用帶寬、鄰道功率泄漏比，信道功率的測(cè)量。SYS系統(tǒng)鍵MODE模式鍵MEAS測(cè)量鍵 按此鍵可進(jìn)入用于控制和存儲(chǔ)軌跡信息的菜單。每條軌跡由存有幅度信息的一系列數(shù)據(jù)點(diǎn)組成。隨著每

7、次掃描，頻譜儀對(duì)任何有效軌跡刷新其信息。 激活跟分辨帶寬和掃描相關(guān)的功能菜單。菜單包括：分辨帶寬、視頻帶寬、最大保持、平均值和檢波。選擇其中任何一個(gè)鍵都會(huì)彈出一組和該選擇相關(guān)的步驟。 激活跟幅度相關(guān)的功能菜單。菜單包括：參考電平、刻度、衰減、參考電平偏置和儀器。選擇其中任何一個(gè)鍵都會(huì)彈出一組和該選擇相關(guān)的步驟。 TRACE跡線鍵BW/SWP帶寬/掃寬鍵AMPTD幅度鍵 此鍵用于激活掃寬功能并訪問(wèn)其菜單。按 SPAN 將按 中心頻率對(duì)稱地改變掃寬。掃寬的讀數(shù)給出了總的顯示頻率范圍。 激活跟頻率和頻寬相關(guān)的功能菜單。菜單包括如下選項(xiàng)：中心頻率、起始頻率和截止頻率，選擇其中任何一個(gè)鍵都會(huì)彈出一組和該

8、選擇相關(guān)的步驟。 此鍵可訪問(wèn)各標(biāo)記控制軟鍵，用以選擇標(biāo)記的類型和數(shù) 量。 SPAN掃寬鍵FREQ頻率鍵MARKER標(biāo)記鍵 要進(jìn)行有效的頻譜測(cè)量就必須在儀表屏幕上正確顯示和定位被測(cè)信號(hào)，這是 通過(guò)正確設(shè)置儀表的Frequency （頻率）、Amplitude （幅度）、Span （頻率跨度） 等各項(xiàng)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具體過(guò)程如下所述： 1. 通過(guò)電纜或天線把被測(cè)信號(hào)接入RF In測(cè)試端口 2. 按下Freq （頻率）按鍵，顯示頻率設(shè)置菜單 3. 按下Center Freq （中心頻率）軟按鍵，然后輸入儀表掃描的中心頻率 或者在頻率設(shè)置菜單中分別設(shè)置Start Freq（起 始頻率）和Stop Fre

9、q（終止頻率）來(lái)實(shí)現(xiàn) 1、按下Span （頻率跨度）按鍵，然后輸入儀表掃描的頻率范圍。2、Span鍵對(duì)應(yīng)的軟件還有 Full Span（全掃寬） 和Zero Span （零掃寬）， Full Span（全掃寬） 是將Span設(shè)置為儀表的整個(gè)頻率測(cè)量范圍， Zero Span （零掃寬）， 將Span設(shè)置為0 Hz，屏幕顯示為信號(hào)的時(shí)域特征。用于觀察信號(hào)隨時(shí)間變 化的信號(hào)。 1. 按下Amplitude（幅度）按鍵 2. 按下Reference Level （參考電平）軟按鍵，輸入合適的參考考電平位于屏幕最上方），也可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)撥輪來(lái)調(diào)整參考電平，最后按下Enter鍵確認(rèn) 3. 初學(xué)者使用時(shí)，請(qǐng)

10、按下Auto Atten（衰減）軟按鍵，使其顯示為On，以便保證不會(huì)引入諧波和雜散 頻率、頻寬和幅度是頻譜分析儀測(cè)量的基本功能。但使用標(biāo)記功能，你能辨認(rèn)出頻譜分析儀軌跡的頻率和幅度，這樣使你可以做相關(guān)的測(cè)量，自動(dòng)顯示信號(hào)的最大幅度，并且調(diào)節(jié)頻譜儀跟蹤信號(hào)。 1、按下標(biāo)記（ Marker）按鍵 2、可以在對(duì)應(yīng)軟件按搜索峰值（Search peak）鍵，進(jìn)行峰值搜索。 1 1、搜索外部干擾源、搜索外部干擾源2 2、GSMGSM通道功率測(cè)量通道功率測(cè)量1、首先用安捷倫儀器專用連接線連接定向天線（天線建議最好使用八木天線）和安捷倫測(cè)試儀的INPUT接口。 2、 打開(kāi)安捷倫測(cè)試儀的電源開(kāi)關(guān)，開(kāi)機(jī)后按復(fù)位

11、鍵PRESET，再按頻率鍵FREQ,再按“F2（起始頻率）”按鈕，在右側(cè)數(shù)字面板輸入850MHZ，在按“F3 (終止頻率)”按鈕，在右側(cè)數(shù)字面板按數(shù)字輸入970MHZ. 3、按顯示屏幕下面的“AMPTD”按鈕，按F3按鈕（把“預(yù)放”設(shè)置成“開(kāi)”狀態(tài)），再按F6按鈕（把“高靈敏度”設(shè)置成“開(kāi)”狀態(tài)）。同時(shí)還要設(shè)置參考電平，建議設(shè)置為-40db。形成圖像如下所示： 從上圖可看出圖像中有兩個(gè)波峰的是電信C網(wǎng)使用的下行頻點(diǎn)，圖像右側(cè)是G網(wǎng)的頻點(diǎn)。我們測(cè)是否對(duì)我們的頻點(diǎn)產(chǎn)生干擾主要是看對(duì)圖像右側(cè)的波形的幅度變化是否很大，看右側(cè)的圖像的電平值是否整體都有提升，如下圖： 我們測(cè)試的實(shí)際曲線是黃色曲線，當(dāng)黃色

12、曲線變?yōu)樯厦婕t色曲線的波形后，就說(shuō)明有干擾，我們可以通過(guò)改變天線的位置出干擾源。如果出現(xiàn)如紅色如果出現(xiàn)如紅色線所示的整體抬線所示的整體抬升的波形，就是升的波形，就是干擾干擾 通道功率測(cè)量對(duì)射頻傳輸來(lái)說(shuō)是最常見(jiàn)的測(cè)量之一。此方法用來(lái)測(cè)量在特定的時(shí)間間隔內(nèi)，通過(guò)某一頻率范圍的信號(hào)所傳輸?shù)男盘?hào)輸出功率或者通道功率。測(cè)量不到特定的功率就說(shuō)明系統(tǒng)有問(wèn)題，這種現(xiàn)象可能會(huì)在功率放大器和濾波器電路中遇到。 通道功率測(cè)量常被應(yīng)用以下幾方面： * 進(jìn)行有效傳輸 * 減小整個(gè)系統(tǒng)受干擾 * 測(cè)量時(shí)要用最大保持狀態(tài)。 注意：注意：當(dāng)最大保持功能（Max Hold）打開(kāi)時(shí)，頻譜儀會(huì)自動(dòng)關(guān)閉掃描平均功能。 全球移動(dòng)通信系

13、統(tǒng)對(duì)數(shù)字蜂窩通信來(lái)說(shuō)是一個(gè)全球性的規(guī)范。分配給GSM移動(dòng)通信的頻率有兩個(gè)：900MHz和1800MHz。GSM系統(tǒng)采用頻分多路（FDMA）和時(shí)分多路技術(shù)（TDMA）。在每一頻段內(nèi)大約有一百多個(gè)間隔為200KHz載波頻率（FDMA），每個(gè)載波頻率被分割成時(shí)間槽來(lái)承載八路單獨(dú)的話道。每個(gè)話道有一個(gè)上行線和一個(gè)下行線，它們之間的頻率間隔為80MHz。GSM系統(tǒng)采用高斯最小飄移鍵控調(diào)制法。 為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，應(yīng)遵守以下幾條簡(jiǎn)單的規(guī)則： * 分辨率帶寬應(yīng)被設(shè)為1MHz以覆蓋寬帶的GSM系統(tǒng)。 * 視頻帶寬應(yīng)設(shè)為100KHz或者更大些，以便獲得GSM系統(tǒng)帶內(nèi)多個(gè)通道的細(xì)節(jié)問(wèn)題。 * 測(cè)量時(shí)要用最大保持狀態(tài)。測(cè)量步驟測(cè)量步驟1、復(fù)位頻譜分析儀使其為默認(rèn)狀態(tài)。2、連接一個(gè)衰減量為30dB，功率容量為50W的雙向衰減器到頻譜分析儀的輸入端口。3、在頻譜儀面板上按AMPTDAMPTD鍵并選擇REL LEVEL軟鍵設(shè)置參考電平為0dBm。按SCALE軟鍵設(shè)置標(biāo)尺10dB/格。按ATTEN軟鍵將衰減設(shè)置為手動(dòng)方式MANUAL并設(shè)置衰減值為20dB。4、按BW/SWPBW/SWP鍵分別選擇RBW和VBW軟鍵設(shè)置分辨帶寬為1MHz、視頻帶寬為AUTO。5、在面板上按MEASMEAS鍵選擇CHANNEL POWER軟鍵。 a a、按CENTER F