TD5010频谱分析仪.doc

InstrumentsTD5010 Spectrum AnalyzerTD5011 Spectrum AnalyzerOperating ManualTD5010频谱分析仪TD5011频谱分析仪使用手册成都天大仪器设备有限司Chengdu Tianda Instrument Equipment Co., Ltd.II目录目录I1、概述12、技术要求13、工作原理简述24、注意事项35、各功能旋钮、按健操作36、垂直校准67、使用条件68、产品质量保证79、维护710、近场探头MZ530使用说明711、跟踪信号发生器使用说明812、随机附件913、TD5010/5011原理框图1014、TD5010/5011面板图119TD5010/5011 使用手册1、概述TD5010/5011频谱分析仪限室内使用。TD5010/5011频谱分析仪适用于对信号频谱的定量测试。本仪器具备一组近场探头-MZ530，该探头适用于对电路光板和研制原样机阶段时对连接电缆和印制板等处的发射“热点”测试，以及评估电路板的电磁兼容性水平。TD5010/TD5011和MZ530组合使用可以很好的对射频漏场进行检测。CATVMATV系统的故障检查，蜂窝电话传呼系统的测试和电磁兼容性的诊断等。TD5011型频谱分析仪带有跟踪信号发生器。使用本产品前请仔细阅读本手册。2、技术要求2.1 测量部份2.1.1 输入频率范围：0.151050MHz2.1.2 中心频率显示误差：100KHz2.1.3 频率标记误差：（扫频宽度0.1100KHz）2.1.4 频率显示分辨率：100KHz(4.5位数码管)2.1.5 扫频宽度：0MHz/DIV. 100MHz/DIV.，按l、2、5步进。误差：1 02.1.6 中频带宽（-3dB）：20KHz和400KHz2.1.7 视频带宽：4KHz2.1.8 幅度范围：-100+13dBm2.1.9 CRT屏幕显示范围：80dB(10dBDIV.)2.1.10 参考电平：-27dBm+l3dBm(10dB每档)，参考电平精度2dB2.1.11 平均噪声电平：-97dBm(20KHz中频带宽)2.1.12 失真：2次3次谐波3MHz)2.1.14 灵敏度：-90dBm2.1.15 垂直显示对数刻度误差：2dB(不加衰减器，250MHz信号)2.1.16 输入阻抗：502.1.17 输入接头：BNC2.1.18 输人衰减器：040dB(4lOdB步进)误差：l.5dB10dB2.1.19 最大输入电平：+10dBm，+25VDC(输入衰减器OdB)+20dBm(输入衰减器置于40dB)2.2 跟踪信号发生器部份2.2.1 输出频率范围：0.51050MHz2.2.2 输出电平范围：-50+ldBm(410dB步进和连续可调节)2.2.3 输出衰减器：040dB(410dB步进)误差：l.5dB10dB2.2.4 输出阻抗：50(BNC输出座)2.2.5 频率响应：2dB2.2.6 射频干扰：20dBc2.3 主机部份2.3.1 AM解调输出：负载阻抗162.3.2 直流电压输出：+6V(供MZ530探头使用)2.3.3 波形显示：6寸CRT 显示面积：810DIV、内刻度2.3.4 供电电压：AC220V10 50Hz42.3.5 功率消耗：约20W2.3.6 工作环境温度：0+402.3.7 重量：约7kg2.3.8 外型尺寸：285125380mm2.4 MZ530探头部分(选购件)2.4.1 频率范围：O.11000MHz(更低的频率极限取决于探头)2.4.2 输出阻抗：502.4.3 输出插头：BNC2.4.4 输入电容：2PF(高阻探头)2.4.5 最大输入电平：+10dBm(根据频率范围)2.4.6 最大直流输入电压：20V2.4.7 供电电压：DC+6V或4节AA电池2.4.8 供电电流：8mA(磁场探头)，5mA(高阻探头)，24mA(电场探头)2.4.9 外型尺寸：4019195mm3、工作原理简述(参考原理框图)TD5010/5011频谱分析仪(以下简称频谱仪)可以检测的信号频率范围为0.51050MHz。频谱仪显示的是信号的频谱信息，直观的表示出了被测信号中的频谱分量。本频谱仪采用超外差结构。信号由输入端口(13)进入第一混频器，与第一本振信号(13502350MHz)混频，取差频(第一本振频率减输入频率)为第一中频，该信号通过调谐在1350MHz上的带通滤波器，然后进入第二混频器；第二本振是1379.875MHz，与第一中频1350MHz混频，取差频（第二本振频率减第一中频)为第二中频（29.875MHz）。第二中频经带通滤波器进入第三混频，产生2.75MHz的中频信号，该信号通过中频滤波器（20KHz或400KHz），经视频滤波对数变换后输出，送到Y轴放大器。经过Y轴放大器放大后的对数信号连接到CRT的Y偏转板。晶振产生8MHz时基信号，该信号经过多次分频后，去控制积分电路产生的43Hz锯齿波电压，经X轴放大器放大后驱动X偏转板。43Hz锯齿波电压经扫频宽度控制电路后与一直流电压合成，该合成电压经指数放大器放大后去控制第一本振(压控振荡器)。频谱仪扫频的频率范围取决于锯齿波的幅度。扫频由扫频宽度选择开关来控制(参阅面板图(15)。频谱仪工作在0扫频宽度状态时，只有直流电压去控制第一本振。43Hz锯齿波电压经标记控制电路产生一窄脉冲送至Y轴放大器。第一本振产生的扫频信号频率经256次分频后送至LED控制电路。TD5011频谱仪还具备跟踪信号发生器，能输出0.151050MHz的正弦信号。跟踪信号发生器输出频率取决于频谱仪测量部分信号通道上的第一本振。频谱仪测量部分的输入频率和跟踪信号发生器部分的输出频率是同步的，频率是相同的。4、注意事项TD5010/5011的输入部分包括信号衰减器和第一混频器，被测信号未经输入衰减器衰减时，加到输入端的电压必须不得超过+10dBm(O.7V rms)AC或DC25V。当输入衰减器最大衰减时（衰减量为40dB），AC电压不得超过+20dBm(2.2V rms)。必须保证输入信号幅度不能超过上述极限值，否则输人衰减器或者第一混频器会被损坏! 在测量未知幅度的信号之前，应确保输入信号最大幅度不超过4.1中规定的极限值。推荐在测量开始前使用最大的衰减量(40dB)和最宽的扫频宽度(100MHz/DIV.)。0Hz150KHz范围内的频率在TD5010/5011中没有技术要求。若在此范围屏幕出现显示，则幅度是不准确的。由于采用超外差原理，在0Hz处会出现一根谱线。这是由于第一本振扫过中频而产生的。其显示幅度因仪器而异，超出显示屏幕并不影响使用。使用时避免显示器调得过亮，否则会降低显示器使用寿命。5、各功能旋钮、按健操作(参阅前面板图)5.1 聚焦（FOCUS）显示曲线清晰度调节。5.2 亮度（INTENS）显示曲线亮度调节。5.3 电源(POWER)整机电源开关（开0N和关0FF）。5.4 轨迹旋转（TR）地球磁场对水平扫描线的影响不可避免，使用该旋钮调节，使水平扫描轨迹与水平刻度线基本对齐。5.5 标记（开ON关OFF）当标记按钮置于OFF(关)位置时，中心频率(CF)指示器灯亮，此时数码管显示的是中心频率。当此开关在0N(开)位置时，标记(MK)指示灯亮，此时显示器读出的是频标所在位置的频率。频标在屏幕上是一个窄脉冲。频标位置用频标(MARKER)旋钮来调节。幅度读数前应将标记关闭。5.6 中心频率频标(CF/MK)指示灯当中心频率指示灯（CF）亮时，数码管显示的是中心频率。中心频率是显示器中心位置所对应的频率。当打开频标功能时，频标指示灯（MK）亮，此时数码管显示的是频标所在位置的频率。5.7 数码显示管可显示中心频率或者频标所在位置的频率，分辩率为100KHz。5.8 校准失效此指示灯闪亮时表示幅度值不正确，这是由于扫频宽度和中频滤波器不匹配。这种情况出现很可能是因为扫频范围过大，而中频带宽过窄；或者窄视频滤波器带宽(4KHz)时。若要得到正确测量结果，可以采取的办法有：减小扫频宽度、增加中频带宽或不用视频滤波器。5.9 中心频率（粗调CENTER FREQ.细调FINE）用于调节仪器显示中心频率，粗调CENTER FREQ.可以快速调节中心频率，细调FINE可以准确调节中心频率。5.10 中频带宽（BAND WIDTH）中频带宽选择（400KHz或20KHz）。选在20KHz带宽时，噪声电平降低，选择性提高，能分隔开频率更近的谱线。此时，若扫频宽度过宽时，会导致“未校准”指示灯亮，测量不准确。纠正方法参考5.8。115.11 视频滤波器（VIDEO FILTER）视频滤波器可用来降低显示曲线的噪声，其带宽是4KHz。该功能使信号更易于观测。125.12 Y轴位移（Y-POS.）调节显示曲线垂直方向移动。135.13 信号输入端口（INPUT 50）本仪器输入接口为BNC-50，在输入衰减为0时，最大允许输入电平为10dBm/DC25V。当加上40dB最大输入衰减时,最大允许输入电平为+20dBm。145.14 输入信号衰减器（ATTEN.）输入衰减器包括有4个10dB衰减器，在进入第一混频器之前降低信号幅度，按键按下时衰减器接入。参考电平和基线电平(噪声电平)三者的配合如下所列： 衰减量 参考电平基线 0dB -27dBm10mV -107dBm 10dB -17dBm 31.6mV -97dBm 20dB -7dBm 100mV -87dBm 30dB +3dBm 316mV -77dBm 40dB +13dBm 1V -67dBm参考电平表示刻度顶端处的功率，最下面的水平刻度线为基准线。垂直刻度为lOdB每格。输入信号不能超出最大允许输入电压，这点极为重要，请参阅513项。在连接任何信号到TD5010/5011输入端之前，应设置为最高衰减(410dB)和最宽扫频宽度(100MHz/DIV.)。调节中心频率到500MHz，在该状态下可显示出本仪器测量范围之内的所有谱线。155.15 扫频宽度（SPAN）“扫频宽度”选择按键用来调节水平轴的每格扫频宽度。用右键来增加每格扫频宽度，用左按键来减少每格扫频宽度。扫宽调节以1、2、5为步进，从0MHZ/DIV.到100MHz/DIV.。显示在“0频率点”左边的那些谱线被称为镜频。165.16 耳机插孔（PHONE）耳机插孔为3.5mm，阻抗大于16的耳机或扬声器可以连到这个输出插座。当频谱仪对某一个谱线调谐好时，它可以输出解调后的音频。175.17 音量（VOL.）音量输出调节。185.18 探头供电输出(PROBE POWER)输出+6VDc电压以使Mz530近场探头工作。此电源专为它们使用，其专用线随Mz530提供。195.19 电平(LEVEL)此功能仅用于TD5011,用此旋钮可连续调节跟踪信号发生器输出电平，在1ldB范围内调节(输出衰减器为0衰减时：-10+1dBm)。205.20 跟踪信号发生器（TRACK. GEN.）此功能仅用于TD5011,按钮按下时(0N)跟踪信号发生器工作。此时从输出端口BNC-50K输出跟踪信号，输出频率取决于扫频宽度。215.21 输出接口（OUTPUT）此功能仅用于TD5011，BNC-50K接口用于跟踪信号发生器。输出电平在+l-50dBm范围内可调节。225.22 输出衰减器(ATTEN.)此功能仅用于TD5011，输出电平衰减器由4个lOdB衰减器组成，可使信号输出前经过衰减。这4个衰减器是独立的，衰减量相等，均为lOdB。5.23 电源插座（背面板）频谱仪工作电压220V，该插座是标准三芯插座，插座中装有保险丝。保险丝可更换，推直到两端都卡住即可。不允许绕上保险丝或短路保险器座都。6、垂直校准在进行校准之前，仪器需要预热60分钟，将各输入衰减器不衰减。将“视频滤波器”置于OFF，中频“带宽”置于400KHz，“扫频宽度”置于2MHzDIV.。将电平为-27dBm0.2dB(10mV)的射频信号接到频谱仪输入端,此信号频率应在2MHz到250MHz之间。调节中心频率到信号频率上。在屏幕上出现一根单谱线。调节“Y位置”将频谱峰顶调到最上面刻线位置。7、使用条件本仪器仅供室内使用。允许使用环境温度范围为+10+40。偶然也可以+10-lO间使用而不会减低其安全性。允许的运输及贮存温度范围为一40+70。最大的相对湿度为80。在仪器出现凝结水的情况下，则在通电使用前应静置等待水蒸发。在某些情况下(例如环境温度非常低时)应该在通电使用前预热2个小时。仪器应当在干净和干燥的房间内，不具爆炸危险、腐蚀性、阳光照射、灰尘和潮湿的场合使用。频谱仪可工作在任意位置，但不应阻挡对流冷却。连续不断工作时仪器应当水平位置放，更可取的是稍向上由提手支起。指标所列误差在环境温度+15和+30之间并且经60分钟预热后才有效。电源线插头只许插到有保护地触点的电源插座，在进行测量连接之前必须先插好电源线。本机绝缘性能通过了2200VDC的绝缘击穿性试验。在某些条件下，由于和其它市电工作的设备或仪器连接测量时在测量的显示中或耳机听的声音中可能有5060Hz交流哼声电压。这可用一只隔离变压器(II类安全性要求的)在市电电源插座与被测设备插头之间。大多数阴极射线管会放射出x光。但是，本仪器的辐射量远低于最大允许值36pA/Kg(0.5mR/h)。当保护(地)有失联时，仪器可能发生了保护接地问题。在不良环境下长期贮存后(即在户外或潮湿环境)，或者受强烈运输压力下(包装不好)时，有可能不能进行正常测量。8、产品质量保证因本公司制造和销售的产品因材料或制造缺陷造成产品质量问题的壹年免费保证。此保证不适合由于不适当使用、不合适的维护和储存造成的失效、缺陷和损坏，如需维修，需要适当收取材料费。每台仪器在离开生产车间前都经过100个小时的老化并经质量检测，用此法可剔出早期失效。建议保存该仪器的包装，便于后期维护的运输。本保证不包含运输损坏和粗动作造成的损坏。9、维护频谱仪的各个重要指标应定期进行仔细的检验，只有通过这样才能保证仪器测试的准确性。仪器外表应定期用灰尘刷子清扫。机箱、提手、塑件和铝件上难清除的污垢可用打湿的布(99水+1中性清洁剂)擦除。酒精或洗涤用汽油(石油醚)可用来去除油污。屏幕可用水或者洗涤汽油(不能用乙醇(酒精)或溶剂，之后必须用一块干的干净的无绒布擦揩，不能让清洁液漏入仪器内部。使用其它的清洁物件会伤及塑料件和涂层表面。10、近场探头MZ530使用说明MZ530是探测射频电磁场的理想工具。在新产品发展阶段，交于第三方进行测试之前，它是电磁干扰预认证测试不可缺少的手段。全套包括3个手持探头，其内装有前置放大器，可用频率范围从100KHz到1000MHz。这些探头包括1个磁场探头、1个电场探头和1个高阻抗探头。这些探头与频谱仪或射频接收机的50输入阻抗相匹配。其供电可用电池或通过电源线连在频谱仪电源输出口，探头可以找出或划定电磁干扰源，同样可评估电路板和样机电磁兼容问题；帮助使用者对发射场以及加屏蔽后的性能比较。电缆和组件的屏蔽性能和兼容性测试很容易通过本仪器进行。lO.1 磁场近场探头(H场)该探头输出与射频磁场强度成比例的电压。利用这个探头，电路的高频源距离可安排得较为合理。磁场强度是随电源距离的立方成反比。距离增加1倍，则场强为原处的1/8(H=1/8d，式中d是距离)。实际应用时，当干扰源出现时，探头的输出电压会迅速增加。在制作电路板时这些干扰源就很容易被探出，从而了解哪些器件造成了干扰。还从频谱仪上看出最大干扰源在哪里，进而采取措施改进电路以达到电磁兼容要求。该探头也可以用于确定“泄漏”区域的屏蔽，以及电缆、电线传输中的干扰泄漏。lO.2 高阻抗探头高阻抗探头(Hiz)可以测量个别接点或印制板线路的射频干扰(RFI)。它是直接接触式探头，它的阻抗很高(接近印制板的绝缘电阻)以及输入电容仅2pF。所以直接触到被测试点上而不影响被测电路的正常工作。例如：可以定量地测量滤波器或其它隔阻性电路。个别的IC脚可认为是射频干扰之源。所以可以对线路板上个别点加以测试。通过这个高阻探头至电路的测量点，探头的输出是低阻抗可连接至频谱仪的50输入端。10.3 电场单极探头电场单极探头在3种探头中灵敏度最高，足以用作无线电或电视接收的有源天线。使用该探头，整块电路板或设备所发散出的电场强度都可以被测到。例如：确定屏蔽的有效性。用本探头可以测量滤波器的有效性、设备通过电缆输出而因电源产生的射频干扰对整个全发射的影响。此外，电场探头在对产品鉴定测试中也可做相对测量。在产品开发时可以预知问题所在，经过了预认定(鉴定前)测试后，在正式鉴定测试时产品更加可靠。11、跟踪信号发生器使用说明跟踪发生器(仅TD5011)与频谱仪联用时，产生的频率精确地跟踪频谱仪的调谐频率。之