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如何在使用鼎阳频谱仪测量时进行必要的优化

更新时间:2021-04-28        阅读:2383
  鼎阳频谱仪的基础功能是频谱分析,是信号的频率和功率测试,文中列举几种常见信号类型与应用场景,总结设置规则,精简步骤的同时保证最佳准确度。
 
  鼎阳频谱仪是射频领域进行信号测试分析的基础仪器,帮助射频工程师完成信号频率与功率的测量。发展至今,衍生出多种名称,虽然叫法不同,但主要功能都还是进行射频/微波信号的测量,只是在处理/分析信号及扩展性上各有侧重。随着各仪器厂家技术的进步,精度越来越高,分析功能越来越多,价格也越来越高,对于广大中小企业而言,投入往往是一件大事,那么,是否有一种可能选择到性价比高的产品的同时也兼顾到信号测量的精度呢?今天我们就来谈谈如何在使用鼎阳频谱仪测量时进行必要的优化。
 
  1.优化低电平测量的灵敏度
 
  对低电平信号的测量能力受限于设备的内部噪声。设备内部混频器及各级放大器会产生噪声,通过检波器会反映为显示平均噪声电平(DANL)。当我们测量小信号的时候,信号幅度会接近设备内部噪声,被测信号信噪比越低,带来的测量误差也就越大。
 
  合理进行参数设置可以改善本底噪声,如图1显示了一个被频谱仪DANL淹没的信号,为了正确测量这一低功率信号,必须通过最小化输入衰减,减小分辨率带宽(RBW),和开启前置放大器这些方法来降低频谱仪的DANL,从而让小信号凸显出来。
 
  首先,输入衰减器的设置会改变DANL,输入衰减器用来保护内部电路不被大功率信号烧坏,输入衰减器增大可以减小到达输入混频器的信号功率。由于噪声产生在输入衰减器之后,大的输入衰减设置会减小信噪比,在多数情况下,输入衰减器的设置处于自动(AUTO)状态,即自动设置(如DSA800E系列为10 dB),但在某些测试小功率信号的情况下,需要更小的输入衰减器设置来降低频谱仪的本底噪声,此时应把衰减器设置为0 dB。
 
  混频器输出后的放大器会放大被衰减的信号,除了放大输入信号外,噪声也同样被放大,从而造成DANL上升。然后信号通过RBW中频滤波器,所以减小RBW可以使较低的噪声能量到达检波器,可以降低频谱仪的DANL。
 
  当需要进一步提高测量灵敏度时,应该使用具有低噪声和高增益的前置放大器。现在一般都具有内部的前置放大器(预放),可以改善信噪比20dB左右(如DSA800系列为17dB)。这对一些小信号的测量(如杂散信号测量,-110 dBm以下信号功率测量)是非常有用的。频谱仪内部的预放默认状态是关闭的,使用时需要手动打开。同时打开预放时要注意此时的输入信号电平,避免损坏预放。
 
  当进行杂散信号测量时,要求杂散信号应低于某个限值,可以提供一个模板判定功能,如图3所示,该功能把测得的轨迹数据与一组幅度和频率限值线相比较。如果被测信号落在限值线内,屏幕显示PASS,如果信号超出限值线,屏幕显示FAIL。该功能同样能够用于EMI预测试方向。
 
  2.识别内部失真成分
 
  在进行谐波,杂散等项目测试时,需要对输入信号载波之外的失真成分进行测量分析。但需要注意的是,有时输入信号较大并且输入衰减设置不够时,会造成频谱仪内部产生失真。这时,失真成分会对测量结果造成影响,甚至会将失真产物误判为被测信号。如何判别失真是设备内部产生的还是被测信号本身的失真?使用输入衰减器就可以简单的作出判定。

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