无线电综合测试仪使用攻略.doc

实战综合测试仪无线电综合测试仪使用攻略（上）类别：测试仪表 阅读：884 引言无线电综合测试仪是集多种射频仪器和常规电子测量仪器功能为一体的多功能仪器。综合测试仪通常会集成有频率计、功率计、射频信号发生器、音频信号发生器、调制度计、信纳比仪、数字电压表、失真度计等常规功能，有的还具有频谱仪、示波器、接收机、跟腙信号源、信令分析、模拟基站、专用测试模式等高级功能。由于综合测试仪功能多，往往一台仪器就能完成对讲机的发射和接收指标的检测和调校，所以它在业余无线电爱好者的心目中有很高的地位，颇有神兵利器的光环，很多业余无线电爱好者甚至认为，经过综合测试仪调整的二手对讲机就具有产品性能和质量的保证。本文中，我们来了解一下它的功能及使用。 1.常见功能概述 频率计：频率计数器可以测量发射机的载频实际频率，以了解载频误差。不同制式的发射机对载频误差的要求是不同的，例如，常规FM调频对讲机频率偏差1 kHz问题不大，但是SSB单边带调制偏差2OOHz，声音就明显变调了。综合测试仪的频率计功能与常规独立频率计相比多了自动误差计算功能，很多综合测试仪可以直接显示载频误差值，无需用户自己再做加减法，该功能对自动化测试和批量测试很有帮助。此外，有的综合测试仪支持对一些特殊的TDMA时分多址信号，如GSM、TETRA、IDEN、MOTITHBO以及ODMA/WCDMA信号的频率计数，由于这些信号大多不是连续的，所以常规频率计无法对其直接测量。 射频功率计：综合测试仪的射频功率计功能类似终端式功率计（只能用于功率的测量，不能用来测量天线的驻波比）。目前主流的综合测试仪都是程控数字化产品，所以功率计的测量结果也是直接数字读出的，并且可以选择W或dBm等常用单位，免除了用户换算之苦。与传统指针式功率计相比，综合测试仪的数字功率计具有量程厂、读数方便、单位灵活的特点，尤其在小功率的测量万面，比指针式驻波比功率计的性能好得多。此外，有的综合测试仪支持TDMA和ODMA信号的专项功率测量，这是常规通用功率计所不具各的功能。射频信号发生器：这项功能是通过模拟实际空中信号的强度来测试接收机的灵敏度。为了能让接收机模拟实际使用中一样的接收信号，信号发生器除了提供准确的频率和幅度外，还需要具各相同的调制方式。综合测试仪的信号发生器支持多种调制形式，包括模拟信号和数字信号。常规的模拟信号调制是AM和FM，常用于测试模拟对讲机、收音机的接收灵敏度。对于数字信号则是各种专门的调制制式，如TETRA、 IDEN、 MOTOTRBO、 GSM、 CDMA、WCDMA、 蓝牙等，有的需要网络支持的设各（如数字移动电话）还需要模拟基站通信功能。综合测试仪数字信号和专用信号的产生是普通标准信号发生器所不具各的。调制度仪：这项功能用来检测调制信号调制特性。例如，常用的模拟调频对讲机可以利用调制度仪功能检测其调制频偏范围。FM调制度如果偏小，语音就会偏轻，如果调制度过大，语音就会发浑，同时也容易干扰相邻信道的信号。现在市场上独立的调制度仪已经比较少见了，所以测量对讲机的调制度一般都靠综合坝J=试仪上集成的功能。信纳比仪：这项功能用来检测音频信号信噪比。它主要配合射频信号发生器来测量接收机（这里指模拟调制接收机）在一定信噪比标准下的接收灵敏度。随着输入信号的逐渐减小，接收机输出的噪声逐渐增加，信噪比也随之降低，当信噪比劣化到预设指标时（般对讲机灵敏度检测标准是S/N12dB），信号发生器输出的电平就视为接收机的灵敏度。频谱仪：用于显示频率和幅度关系。通过频谱显示可以了解信号的基本特征，包括占用带宽、频谱图等，并可用来检测发射机带外辐射和高次谐波抑制情况。频谱仪配合跟踪信号源可以检测两端口网络的频幅特性，用户可以借此来调测滤波器、双功率等器件，配合驻波电桥还能用于测量天线的特性。综合测试仪只是个笼统的习惯性称谓，不同用途的综合测试仪的仪器配置功能会有不同，并不是所有综合测试仪的功能都是完全一样的。常见的综测仪有模拟信号综合坝刂试仪和数字信号综合测试以及专用综合坝刂试仪之分。模拟信号综合坝刂试仪主要针对王流的常规模拟调制的对讲机和短波电台，频率测试范围大多在1lOOOMHz，可以测量常规FM、AM、CW、SSB信号的收发信机，常见的HP 8920、R&S CMS5O/52、马可尼229552966、 IFR2944/29452946、MOTOFIOLA R26OO都属于此类。数字信号综合测试仪主要针对各种数字调制的收发信机和移动电话，因为各种数字制式彼此不兼容，特性也不同，所以很多数字信号综合测试仪通过选件插件板或授权软件的形式提供特定制式的数字信号）11试功能。有的多功能数字信号综合测试仪也兼容模拟信号的测试，但非其王要功能。专用综合测试仪一般指转为某一特定制式信号测试设计的综合测试仪，多为数字信号综合测试仪。专用综合测试仪虽然测试面狭窄，但针对性强，测试项目可以更为细致，整机也可以做得比较紧凑、轻巧，适合携带和现场测试，同时价格也比大而全的全功能产品便宜很多，非常适合生产线和维修部门使用。目前市场上针对TETRA、CSM、CDMA等调制制式，都有小型的专用综测试仪产品。无线电综合测试仪使用攻略（中）类别：测试仪表 阅读：869 综合测试仪VS单功能仪器无线电综合测试仪属于通用型多功能仪器，设计目标是满足对于收发信机的测试需求，并不是针对高精度仪器的设计要求，所以综合测试仪并不适合作为高精度计量仪器和标准仪器。综合测试仪的频率计、功率计的准确度都无法与高精度仪器（如Agilent 53131 E4418）相比。射频信号源输出的频谱纯度和相位噪声也无法与高精度信号源媲美。大部分综合测试仪的频谱分析功能和示波器功能也比较弱，以频谱分析功能为例，中档综合测试仪的频谱功能在扫描速度、低噪水平、分辨率、扫宽、测量功能上都与Agilent E44O3Z类的中档频谱仪有较明显的差距。如果用户需要对一些单项指标做精确测量或者校准其他仪器的话，应该选择专项高精度仪器。当然，综合测试仪作为大厂出品的正规仪器，性能要比业佘无线电爱好者手头的一些价值几百元的简易仪器（如一二百元的频率计、指针驻波比功率计）精确得多。 很多业余电台爱好者在购买综合测试仪时都比较关心是否包含频谱功能，因为独立购买一台中档频谱仪的价格并不比综合测试仪便宜。实际上，一般中档综合测试仪集成的频谱仪只相当初级频谱仪的性能，主要用于看看基本的频谱图而已。综合性能相比之下，即便是20世纪80年代HP 8559X系列这类比较老式的频谱仪从事精确检测和研发工作的朋友，建议还是需要购买真正的频谱仪。在无线对讲机和电台的实际调测中，一般都分别配置综合测试仪和频谱仪，用于维修和制作的还配上示波器。 应用与意义 无线电综合测试仪提供了应用级的仪器性能，对于测试终端类通信电子产品（如对讲机、电台、移动电话）是绰绰有余的。综合测试仪的主要优势是提供了一个集成化多功能的测试平台，台仪器就能完成对收发信机大部分基本参数的测量。由于是多种仪器的综合使用，有利于简化操作流程，减少误差引入的环节，提高仪器使用效率，而且利用微机程控，将多种仪器统一管理，协同工作，数据共享，可以实现一些自动化测试，同时也从一定程度上节省了测试成本。很多新型的数字信号参数已经无法由传统仪器进行测量。在数字信号的测试中，新款综合测试仪更显优势。数字信号的测试要求和项目与模拟信号的存在诸多差异，很多数字信号标准都采用非连续性的时分多址模式，并且终端接收信号必须包含信令数据，这使得常规测试仪器无法对其频率、功率、灵敏度等常规参数进行测量，必须通过专门设计的综合测试仪对其进行测量。新型的综合测试仪对不同制式的数字信号做了针对性的优化，提高了测量精度和效率。例如，对于目前主流的TDMA体制TETRA和MOTOTRBO信号，用常规的频率计和功率计无法准确地测量其频率和功率，必须使用专用的测试设各，有的综合测试仪和频谱仪必须附加选件或加载对应软件后才能进行准确的测量。 手持综合同测试仪与轻便型综合测试仪手持式和轻便型综合测试属于轻量级仪器，其主打特点是体积小、重量轻、功耗低，方便外出现场检测，很多产品都支持内置电池工作，深受现场测试人员的喜爱。典型的Aeroflex/IFR35OO系列手持综合测试仪重量不到4kg，便携式的General Dynamios RSOOO为kg，而传统的HP B92OA在16KG以上。Aeroflex 23O3TETRA便携测试仪只有3.5kg、而传统使用的IFR/Aeroflex 2968TETRA测试仪则重达19kg。 Genera Dynamics RSOOO便携型综合测试仪试想下，提着一台三四十多斤重仪器爬楼是什么样的感觉。这类轻量级产品在功能上依然强劲，提供了传统综合测试仪的主要测试功能。性能方面，限于体积，尤其是手持式仪器的性能，自然不能与实验室级的重型设各相比，但提供的性能也基本能满足现场快速测试的要求。手持综合测试仪支持直接输入的功率般都比较小，大多在30W以下，测试功率比较大的车载对讲机或固定基地台需要附加外置衰减器。轻型便携式的综合测试仪眭能已经可以做得比较好了，基本可以达到HP892OA传统经典机型的水平。使用综合测试仪前应该对仪器的基本性能有个大致的了解，以防误操作对仪器造成损坏。最基本的是应该了解该仪器的工作频率范围、输入端口最大承受的功率，以及哪些端口是不能作为信号输入用途的。很多综合测试仪端口输入的最大功率限制都小于10OW。一般在输入端口都有警告标志，标明最大可输入的功率，在说明书上会进一步写明当最大功率输入时允许最长持续的时间，否则输入功率过大或者大功率输入时间持续过长都会引起衰减器、负载器过热，有可能会损坏仪器。如果用户要测试更高的功率设各，可以外接衰减器或者为综合测试仪安装高功率输入测试的选件（使用外置衰减器的花费会小得多）。对于一些大功率输出的发射机，如短波发射机和功率放大器，在接入综合测试仪前应该确认其功率输出的实际设定水平。对于业余短波电台，如果不确定当前功率的设定青况，建议先通过功率设定旋钮（菜单）将功率设定到较小水平后再接入测试系统，以策安全。有的综合测试仪有多个信号输入端口，除了主力的功率输入端口外还有天线输入端口（配合内部接收机之用），天线端口允许输入的功率很小，是不允许直接通过电缆连接发射机的。一般综合测试仪的大部分BNC接口都不能输入大功率信号，综合测试仪的主信号陶端口多采用N型L16接口。无线电综合测试仪使用攻略（下）1.综合测试仪测试前的附件准备 （1）稳压电源。用户要对电台和对讲机进行规范的测量，为了得到准确稳定的功率读数，都要求使用外部稳压电源供电，这样可以排除由于电池容量不足或老化造成的大电流输出电压变化直接影响功率输出的情况。为此，需要为不同型号的手持对讲机准各对应型号的借电板，如果没有咸品可以利用电池盒进行改装。 （2）测试连接线，包括射频电缆和音频电缆。射频电缆应该选用衰减小、线体柔软的产品，电缆不宜过长、过细（般要求高品质低损耗-5或-7的电缆或专用的测试电缆），电 缆两端连接器的类型应该与综合测试仪和发射机天线端口相匹配，尽量少用转接头，减少插入损耗。音频电缆主要用于将接收机的音频信号输入到综合测试仪中，以测定在规定信 噪比下接收机的实际灵敏度。音频电缆的另一主要作用是将综合测试仪输出的标准音频信号输入发射机的话筒，以便检测发射机的调制特性。音频测试电缆如果没有现成商品，可 以使用具有屏蔽结构的细电缆自制，或者利用对讲机的耳机话筒改制。 2.综合测试仪的配置 在使用综合测试仪前应该对仪器进行配置设定，一般在仪器说明书中有详细的说明。通常需要设定频率计的计数精度，功率计、信号源等数值的单位（W、dBm、uV、dBuV等）， 信号发生器的调制方式（AM/FM调制形式及宽度）和调制音调频率，还需要进行屏幕显示测量项目的布局配置和语言选择等。按照说明书，综合测试仪在正式工作前应该有充分的预热时间，使基准器件进入稳定期，这样能减少测量的误差。同样，被测的对讲机也应该预热，般没有特殊说明，被测试 对讲机应开机10分钟以上再测，这可以使对讲机内部的频率合成器工作趋于稳定，这样测得的发射频率误差等指标才与对讲机实际工作情况接近。很多朋友喜欢一开机就直接测量 ，此时仪器和被测对讲机都没有进入稳定状态，测量误差很大。 3.对讲机的频率、功率测试 该测试属于发射特性测试。第一步，用测试电缆将对讲机的天线输出口与综合测试仪主信号I/O端口连接。注意，对讲机的输出功率应该小于综合测试仪承受的最大功率。如果测 试对讲机发射功率过大，可以串入衰减器。第二步，在综合测试仪上选择TX发射测试模式，按下对讲机的PTT发射键，就能在综合测试仪屏幕上看到实际的发射频率和发射功率。如 果是通过衰减器连接的，那么测得的频率数值不受影响，测得的功率数据应该算上衰减器的衰减量。大部分综合测试仪的频率显示有两种模式，一种是直接显示发射频率，另一种 是预设参考频率，然后显示误差数值。对于要出检测报告的用户，显然后一种直接显示误差的数值更为直观。 4.对讲机的调制度测试 该测试也属于发射特性测试。第一步，对讲机的天线输出口通过测试电缆与综合测试仪主信号I/O端口连接。第二步，将标准音频参考信号输入对讲机。将音频发生器输出端通过 电缆连接到对讲机“MIC in”口。参考音频可以来自单独的音频发生器，也可以利用综合测试仪的对应音频AF输出。第三步，在综合测试仪上选择TX发射测试模式，按下对讲机的 PTT发射键，就能在综合测试仪屏幕上看到调制频偏的数值了。在很多对讲机维修店里，我们可以看到不少朋友嫌音频连接线麻烦，直接对着对讲机大声讲话，然后看综合测试仪上 显示出来的最大数值，这样操作不够规范，测得的数据只是个大概。5.对讲机的频谱测试 该测试属于发射特性测试。第一步，对讲机的天线输出口通过测试电缆与综合测试仪主信号I/O端口连接。第二步，在综合测试仪上选择频谱测试模式，并设置中心频率、span（ 扫宽）、VBW、RBW。对于常规FM对讲机信号，SPAN（扫宽）可以设为1 MHz或3OOkHz，VBW/RBW可以设为1 kHz或3kHz。第三步，按下对讲机的PTT发射键，就能在综合测试仪屏幕上 看到频谱图，并可以适当调整参考电平，以便观察。第四步，将中心频率设置到测试频率的2倍频和3倍频处，测量这些倍频谐波的抑制情况。此外，还可以在主频发射周围使用较 大的span（扫宽），观察是否有明显的带外辐射。限于很多综合测试的频谱功能比较弱，建议有单独频谱仪的用户将此项测试在专业频谱仪上进行。 6.对讲机的接收灵敏度测试 该测试属于接收特性测试。第一步，将对讲机的天线输出口通过测试电缆与综合测试仪主信号I/O端口连接。第二步，用电缆将对讲机的音频输出（耳机输出或外接扬声器输出） 与综合测试仪的信纳比仪的音频输八端口连接，并调节对讲机输出适当的音量。第三步，在综合测试仪的信号发生器上设置测试频率。第四步，逐步减小信号发生器的输出信号幅 度，同时注意信纳比仪上信噪比数值的变化，当信噪比劣化到预设水平时，信号发生器输出的电平幅度就是对讲机的接收灵敏度。在很多对讲机维修店里，我们可以看到不少朋友 嫌音频反馈连接线麻烦，直接靠耳朵听对讲机扬声器中的音频信号来判断信噪比，这显然不够科学。 7.利用综合测试仪调整对讲机 利用综合测试仪调试对讲机其实并不神奇，在很多情况下与使用单件仪器是一样操作的。校准对讲机的载频误差主要用到综合测试仪的频率计功能。在充分预热综合测试仪和对讲机后，按上文中的方法测量对讲机的发射频率，对于误差较大的对讲机，需要修正其频 率。按照不同设计的对讲机，一般有三种常规方式来修正频率。老式的对讲机一般在频率合成器参考晶体边有个小可调电容，用来补偿频率误差，小心转动该电容就能使发射频率 升高或降低。现代对讲相都是单片机控制