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除了基礎(chǔ)頻譜測試,頻譜儀還有哪些標(biāo)配測試功能?

更新時間:2024-10-15      點擊次數(shù):129

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

這些標(biāo)配功能可大大簡化和優(yōu)化測試應(yīng)用,且無需另外付費,測試工程師不能僅僅了解頻譜儀的基礎(chǔ)功能和購買的專用測試選件,還應(yīng)當(dāng)熟練掌握這些頻譜儀標(biāo)配的測試功能,本文簡述這些標(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試

應(yīng)用場景

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

鄰道功率測試目的,主要是分析干擾和噪聲功率。

測試原理

對于同一個信號,信道功率的測試結(jié)果與功率計的連續(xù)平均功率測試結(jié)果一致;

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

在預(yù)設(shè)鄰道帶寬內(nèi),測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。

測試方法
  • 設(shè)置頻譜儀,信號居中,激活信道功率測量功能;

  • 如果信號是標(biāo)準(zhǔn)通信信號,頻譜儀中可選擇相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自動設(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;

  • 運行自動調(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

不可使用峰值檢波,推薦選用RMS檢波器,用延長測試時間的方式獲取更穩(wěn)定的曲線;SPAN>信號帶寬。

Marker - Noise

噪聲功率/譜密度

應(yīng)用場景
測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。
測試原理

在Marker標(biāo)記點處,根據(jù)RBW自動計算并顯示該頻點功率密度;

頻率歸一化主要采取 -10lg(RBW) 算法,另需多點平均;

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

當(dāng)SPAN>0頻譜測試時,選擇標(biāo)記點左右多個測試點(如8點)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均和計算

測試方法
打開Marker標(biāo)記功能中的噪聲測試模式,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

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

噪聲功率密度計算中需要多點平均,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

載噪比測試

應(yīng)用場景

用于射頻通道或器件的載噪比測試,例如放大器或射頻接收通道。

測試原理

測量C和N的功率及其功率比值;

信號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。

測試方法
  • 設(shè)置頻譜儀,將信號C屏幕居中;

  • 激活C/N功能,自動標(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,這個步驟可以Adjust setting 自動調(diào)節(jié)設(shè)置;

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

  • 讀取C/N和C/N0

【OBW】

占用帶寬測試

應(yīng)用場景

用于測試射頻信號占用帶寬。

測試原理

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

測試方法
  • 設(shè)置頻譜儀,將信號屏幕居中;

  • 設(shè)置SPAN>信號帶寬,RBW<<信號帶寬;

  • 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】

頻域或時域?qū)挾葴y試

應(yīng)用場景

測量帶寬或脈沖寬度。

測試原理

是Marker功能之一,首先Marker搜索信號峰值,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。

測試方法
  • 設(shè)置頻譜儀,將信號屏幕居中;

  • 設(shè)置SPAN>信號帶寬;

  • 設(shè)置ndB,例如3dB帶寬;

  • 讀取帶寬或脈寬值

時域功率測試

應(yīng)用場景

信號功率的時域測試。

測試原理

在SPAN=0條件下測量信號功率,橫軸是時間,縱軸是功率。在固定頻點,測試信號包絡(luò)并顯示。

測試方法
  • 設(shè)置頻譜儀,將信號屏幕居中;

  • 設(shè)置SPAN=0,RBW>信號帶寬;

  • RMS或sample檢波器;

  • 峰值功率讀取Peak;

  • 平均功率讀取RMS

諧波測試

應(yīng)用場景

自動搜索測試信號的諧波。

測試原理

首先自動搜索信號,得到信號的頻率和功率值,然后自動測量預(yù)設(shè)諧波次數(shù)的頻率處的諧波分量功率,計算功率差并顯示。

測試方法
  • 進(jìn)入諧波測量模式

  • 設(shè)置合適的諧波次數(shù)

  • 設(shè)置合適的RBW

  • 讀取諧波測量值

【TOI】

互調(diào)測試

應(yīng)用場景

自動測試雙音信號的三階互調(diào)截點TOI

測試方法
  • 設(shè)置中心頻率和SPAN,使兩個輸入信號對稱居中,并完整顯示兩個相鄰的互調(diào)信號;

  • RBW<<頻率間隔;

  • 進(jìn)入TOI測量模式并讀取TOI

頻率計功能

應(yīng)用場景

測量射頻信號的頻率

測試方法
  • 設(shè)置中心頻率和SPAN,使信號居中;

  • 打開Marker功能,搜索峰值;

  • 設(shè)置頻率分辨率;

  • 頻率計數(shù)器模式,讀取頻率count值

【APD幅度概率分布】
測量時間(采樣點個數(shù))內(nèi)所有采樣點幅度的出現(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)的信號幅度相等,默認(rèn)0.1dB;

  • 分析帶寬AnBW:大于信號帶寬;

  • 測量時間Meas Time:通過samples設(shè)置,足夠多的樣點數(shù)獲得穩(wěn)定結(jié)果。

除了測試圖形以外的測試數(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)】
超過信號平均功率的某幅度電平出現(xiàn)概率,橫軸是相對功率電平門限,橫軸起點是0dB(對應(yīng)平均功率),自定義幅度門限范圍,縱軸代表超過對應(yīng)橫軸門限電平的信號出現(xiàn)概率。

設(shè)置參數(shù):

  • 分析帶寬AnBW:大于信號帶寬;

  • 測量時間Meas Time:通過samples設(shè)置,足夠多的樣點數(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。

除了測試圖形以外的測試數(shù)據(jù)顯示:

  • 平均功率

  • 峰值功率

  • 峰均比

  • 10%,1%,0.1%,0.01%四個概率對應(yīng)的幅度電平



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