2023年微波測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告一

近代微波測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告一姓名:學(xué)號(hào)：學(xué)院:時(shí)間：年月一實(shí)驗(yàn)名稱頻譜儀的使用及VCO測(cè)量二實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私忸l譜儀原理,熟悉頻譜儀的參數(shù)設(shè)立及使用方法;掌握信號(hào)頻率、功率、相位噪聲和諧波的測(cè)試方法。三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容點(diǎn)頻信號(hào)測(cè)試測(cè)試信號(hào)源輸出點(diǎn)頻信號(hào)1GHz的二次和三次諧波克制比(輸出功率分別為-2０dBｍ和２0dＢｍ),測(cè)試信號(hào)的相噪(@１０ＫＨｚ、＠100ＫHz、@1MHz)，考察儀器分辨力帶寬、視頻帶寬等設(shè)立對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響;ＶCＯ測(cè)試測(cè)試VＣＯ的輸出頻率范圍、輸出功率（涉及相應(yīng)的控制電壓)，測(cè)試某頻率點(diǎn)的相噪（@1MHz）和二次、三次諧波克制比。四實(shí)驗(yàn)器材RＳ公司SMBV信號(hào)源、FＳL6頻譜儀、APＳ3００5S直流穩(wěn)壓電源、ＶCO、微波同軸電纜、微波轉(zhuǎn)接頭。五實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)相位噪聲:在頻域內(nèi),一個(gè)抱負(fù)正弦波信號(hào)的表現(xiàn)是一個(gè)單譜線;實(shí)際信號(hào)除了主信號(hào)之外還涉及一些離散的譜線，它們是隨機(jī)的幅度和相位的抖動(dòng),在正常信號(hào)的左右兩邊以邊帶調(diào)制的形式出現(xiàn)。在頻域內(nèi)信號(hào)的所有不穩(wěn)定度總和表現(xiàn)為載波兩側(cè)的噪聲邊帶,邊帶噪聲是一個(gè)間接的測(cè)量與射頻信號(hào)功率頻譜相關(guān)噪聲功率的指標(biāo)。邊帶噪聲可以表述為調(diào)頻邊帶噪聲和調(diào)幅邊帶噪聲。大多數(shù)的被相位噪聲測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量信號(hào)的調(diào)幅邊帶功率相對(duì)調(diào)頻邊帶功率來說都很小,所以對(duì)大多數(shù)信號(hào)來說測(cè)量的邊帶噪聲就是調(diào)頻邊帶噪聲(即相位噪聲也稱單邊帶相位噪聲)。它的定義為1Ｈz帶寬內(nèi)相位調(diào)制邊帶的功率和信號(hào)總功率的比值,單位為dBc/Hz。在信號(hào)頻譜分析儀上，邊帶噪聲是相位噪聲和幅度噪聲的總和,通常當(dāng)已知調(diào)幅噪聲遠(yuǎn)小于相位噪聲時(shí)(小于10dB以上),在頻譜儀上讀出的邊帶噪聲即為相位噪聲。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)立矢量信號(hào)源，分別產(chǎn)生產(chǎn)生頻率為1GＨz，功率為2０dＢm和-２０dBm的正弦信號(hào)；連接信號(hào)源與頻譜儀;設(shè)立頻譜分析儀,設(shè)立中心頻率為１GHz,通過調(diào)整RｅｓBW和VideoBＷ，顯示被測(cè)信號(hào)；測(cè)試在偏離信號(hào)10KHz、1０0KHz、1MHz時(shí)的相位噪聲；調(diào)整頻譜儀起始、終止頻率或帶寬使得屏幕足夠顯示頻率為１ＧHz信號(hào)的二次和三次諧波;通過Mkｒ鍵選擇Deｌta設(shè)立，測(cè)量并標(biāo)示出二次諧波和三次諧波克制比;關(guān)閉矢量信號(hào)源,連接直流穩(wěn)壓電源、VCO及頻譜分析儀；通過調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源的電壓大小,在頻譜儀上觀測(cè)信號(hào)的頻率和輸出功率的變化,記錄下最大和最小功率，可得VCＯ的輸出頻率范圍；選定頻率點(diǎn)：控制電壓７．4V,輸出功率1４．38dBm,頻率１.5028１７GHz，測(cè)試該頻率點(diǎn)的相噪(@1MHz）和二次、三次諧波克制比。六實(shí)驗(yàn)結(jié)果點(diǎn)頻信號(hào)測(cè)試數(shù)據(jù)及圖片輸入頻率輸入功率二次諧波克制比三次諧波克制比相位噪聲(dBc／Hz）@10KHz@1０ＫHz＠１MＨz1ＧHz20dBm２6.80dBｃ4２.63ｄBc１０１．3７10３.28110.191GHz－20dBm47.27dBc60.6dBc１0２.3７１04.481１5.６7數(shù)據(jù)圖片：輸入功率為2０dBm時(shí)二次、三次諧波克制比信號(hào)的相噪(@１0KHz、＠１00KＨz、@１MHｚ)輸入功率為-20ｄBｍ時(shí)二次、三次諧波克制比信號(hào)的相噪(＠１０ＫHz、@10０KHz、@1MHz）VCO測(cè)試數(shù)據(jù)ＶCO輸出頻率范圍、輸出功率控制電壓(V)1．0５.05.710.020.0輸出頻率(ＧHz)３．17０73.２0261.389６1．68３72．2851輸出功率（dBｍ)３.４1.6２１4.4７1５.586．9４?測(cè)試得ＶＣＯ輸出頻率范圍為1.3896GHz(5．7Ｖ）~3.170７GHｚ（1.0V）頻率點(diǎn)的相噪和諧波克制比選定頻率點(diǎn):控制電壓７.4V，輸出功率１4.38dBｍ,頻率1.502817GHz相位噪聲（dBc/Hz）二次諧波克制比（ｄＢｃ)三次諧波克制比(dＢc)99.041２.192４．54七討論頻譜儀的RBW、VBW、ATT對(duì)儀器顯示的噪聲電平、掃描時(shí)間等有什么影響?答：a)RBW(分辨率帶寬) 在頻譜分析儀中，頻率分辨率是一個(gè)非常重要的概念。它是由中頻濾波器的帶寬所決定的。通常情況下，RBW等于被測(cè)頻譜帶寬,但為了提高測(cè)量精確性、靈敏度和效率,RBW也可以不同于頻譜帶寬。ＲBW太大將淹沒雜散信號(hào)；ＲBW太小則導(dǎo)致掃描時(shí)間太長(zhǎng)。b）VBＷ(視頻帶寬)VBＷ反映的是頻譜分析儀接受機(jī)中位于包絡(luò)檢波器之后的視頻濾波器的帶寬。改變VＢW的設(shè)立,可以減小噪聲峰值的變化量,提高較低信噪比信號(hào)測(cè)量的分辨率和復(fù)現(xiàn)率，更容易發(fā)現(xiàn)隱藏在噪聲中的小信號(hào);在其他設(shè)立不改變的情況下，減小VＢW,頻譜儀掃描時(shí)間會(huì)增長(zhǎng)，其測(cè)試曲線更加光滑。?ｃ)ＡTT(衰減器) ?一般地,衰減器有三方面作用：保護(hù)頻譜儀不受損壞：測(cè)量高電平信號(hào)時(shí),為了不燒壞頻譜分析儀,必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行衰減。提高測(cè)試的準(zhǔn)確性:混頻器是非線性器件，當(dāng)輸入混頻器的信號(hào)電平較高時(shí),會(huì)產(chǎn)生許多產(chǎn)物，并且電平太高會(huì)干擾測(cè)試結(jié)果,使無互調(diào)范圍減??；當(dāng)輸入信號(hào)電平在混頻器1dB壓縮點(diǎn)以上時(shí),測(cè)試結(jié)果將不準(zhǔn)確。提高頻譜儀動(dòng)態(tài)