企业培训_手持式频谱分析仪培训课件

N9340b手持式频谱分析仪 目录 1 了解频谱仪2 频谱仪能测什么3 影响频谱仪测量的一些基本参数4 N9340B频谱仪的介绍5 测量的一些基本步骤6 测试案例 1 了解频谱仪 什么是频谱仪 频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器 用于信号失真度 调制度 谱纯度 频率稳定度和交调失真等信号参数的测量 可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数 是一种多用途的电子测量仪器 它又可称为频域示波器 跟踪示波器 分析示波器 谐波分析器 频率特性分析仪或傅里叶分析仪等 频谱仪应用在哪些场合 频谱仪 航天和国防 无线服务提供商 频谱管理机构 电视和广播 频谱分析仪的一些优势 1 它可用来测量信号的频率 电平 波形失真 噪声电平 频谱特性等 2 加上标准天线还可用来测量场强 3 能宽频带连续扫描 4 电平显示范围大于70dB 所以在很多场合 频谱仪正在替代场强仪成为电波测量中一种被广泛应用的仪器 2 频谱仪能测试什么 频谱仪能测什么 频谱仪 测量信号的频率 测量信号的幅值 测量频谱宽度 测量干扰 波形失真 噪声电平 3 影响频谱仪测量的一些基本参数 衰减器 衰减器的作用如下 1 当测量高电平信号时 对信号进行衰减 保护频谱仪不受损坏 2 改善仪器端口的匹配特性 3 提高测试的准性 混频器是非线性器件 当我们通过混频器输入的电平较高时 会干扰测试结果 4 提高频谱仪动态范围 同时 衰减器设置过大 仪器的本底噪声被抬高 分辨率带宽RBW 分辨率带宽可以减小噪声带宽 其带宽越窄 噪声带宽就越窄 进入频谱分析仪的噪声就越小 那么接收灵敏度就越高 即本底噪声越低 RBW越大 所以扫描的时间就越短 反之RBW越小 扫描的时间就越长 分辨带宽必须小于或等于两个信号的频率间隔 视频带宽VBW 视频带宽的作用就是 平滑 信号的噪声 而噪声电平不会改变 因此VBW不能改善灵敏度 但在测量小功率信号时 VBW可以改善识别能力和再现性 和RBW一样VBW越大 扫描的速度就越快 扫描的时间就越短 反之 VBW越小 扫描的时间就越长 设置规则作为一个常用的规则 频谱仪测量所选的VBW与RBW的比例因子为10到100 这样 对分辨带宽设为30KHz时 VBW的典型选择是3KHz或300Hz 扫频时间 使用频谱仪时 用户能控制扫频时间 由于要保持指定的测量精度 频谱仪不可能扫得任意快 它取决于所选分辨率带宽 视频带宽和频率范围的扫频速率限制 这个扫频速率通常不是用户选择而是由扫频范围除以扫频时间决定的 如果频谱仪扫得太快 滤波器来不及响应 测量结果就不准确 检波器 当显示大的频率跨度时 一个象素点包含了相对较大子段的频谱信息 由于频谱仪第一级本振的调整步长取决于分辨率带宽 这样多个取样点 测试结果值 会落在一个象素点上 象素点显示什么样的数值取决于检波器的检波方式 举个例子 当测试1GHz 7 25GHz的频谱时 RBW等于10MHz 频率跨度为6 25GHz 频谱仪显示了625点 实际上一个显示点 象素点 代表了10MHz信号带宽的频谱 假设本振以RBW 10为步进 那么每10MHz带宽的输入信号测试了10次 在整个带宽内一共测试了6250次 中心频率分别为1 001GHz 1 002GHz 1 003GHz 7 248GHz 7 249GHz 7 25GHz 但是显示点只有625个 那么一个显示点代表这10MHz频带的10次测量结果值 到底代表哪一次或者哪几次结果的合成就由检波器来决定 4 N9340B频谱仪的介绍 主要功能 1 一键测量可以对占用带宽 信道功率 邻道功率泄漏比等进行快速测量 2 高精度功率测量支持安捷伦U2000系列功率探头 可作为功率计进行高精度功率测量 3 高电平输入安全性最大安全输入电平 33dBm 持续3分钟 最大50VDC 4 优异的灵敏度包含了一个频率可高达3GHz的前置放大器 从而提供高灵敏度测量能力 这对分析微弱信号很有帮助 主要功能 5 频率范围频率范围从100kHz 3GHz6 适合夜间使用的背光键功能7 内置光传感器可以自动调节屏幕的亮度8 场强测量功能可以通过外接天线测量出信号的场强 按键介绍 按键介绍 前端面板概述 按键介绍 按键介绍 顶部面板介绍 按键介绍 按键介绍 显示屏标注 按键介绍 按键介绍 通过系统键可以设置语言 文件的保存 读取 设置时间日期 置频谱仪为特定操作模式 用上 下键选择操作方式 激活相关测量功能的菜单 占用带宽 邻道功率泄漏比 信道功率的测量 SYS系统键 MODE模式键 MEAS测量键 按键介绍 按此键可进入用于控制和存储轨迹信息的菜单 每条轨迹由存有幅度信息的一系列数据点组成 随着每次扫描 频谱仪对任何有效轨迹刷新其信息 激活跟分辨带宽和扫描相关的功能菜单 菜单包括 分辨带宽 视频带宽 最大保持 平均值和检波 选择其中任何一个键都会弹出一组和该选择相关的步骤 激活跟幅度相关的功能菜单 菜单包括 参考电平 刻度 衰减 参考电平偏置和仪器 选择其中任何一个键都会弹出一组和该选择相关的步骤 TRACE迹线键 BW SWP带宽 扫宽键 AMPTD幅度键 按键介绍 此键用于激活扫宽功能并访问其菜单 按 SPAN 将按中心频率对称地改变扫宽 扫宽的读数给出了总的显示频率范围 激活跟频率和频宽相关的功能菜单 菜单包括如下选项 中心频率 起始频率和截止频率 选择其中任何一个键都会弹出一组和该选择相关的步骤 此键可访问各标记控制软键 用以选择标记的类型和数量 SPAN扫宽键 FREQ频率键 MARKER标记键 5 测量的一些基本步骤 1 设置频率 Freq 参数 要进行有效的频谱测量就必须在仪表屏幕上正确显示和定位被测信号 这是通过正确设置仪表的Frequency 频率 Amplitude 幅度 Span 频率跨度 等各项参数来实现的 具体过程如下所述 1 通过电缆或天线把被测信号接入RFIn测试端口2 按下Freq 频率 按键 显示频率设置菜单3 按下CenterFreq 中心频率 软按键 然后输入仪表扫描的中心频率或者在频率设置菜单中分别设置StartFreq 起始频率 和StopFreq 终止频率 来实现 2 设置频宽 span 参数 1 按下Span 频率跨度 按键 然后输入仪表扫描的频率范围 2 Span键对应的软件还有FullSpan 全扫宽 和ZeroSpan 零扫宽 FullSpan 全扫宽 是将Span设置为仪表的整个频率测量范围 ZeroSpan 零扫宽 将Span设置为0Hz 屏幕显示为信号的时域特征 用于观察信号随时间变化的信号 3 设置幅度 Amplitude 参数 1 按下Amplitude 幅度 按键2 按下ReferenceLevel 参考电平 软按键 输入合适的参考考电平位于屏幕最上方 也可以通过旋转拨轮来调整参考电平 最后按下Enter键确认3 初学者使用时 请按下AutoAtten 衰减 软按键 使其显示为On 以便保证不会引入谐波和杂散 4 标记 Marker 键设置 频率 频宽和幅度是频谱分析仪测量的基本功能 但使用标记功能 你能辨认出频谱分析仪轨迹的频率和幅度 这样使你可以做相关的测量 自动显示信号的最大幅度 并且调节频谱仪跟踪信号 1 按下标记 Marker 按键2 可以在对应软件按搜索峰值 Searchpeak 键 进行峰值搜索 1 搜索外部干扰源2 GSM通道功率测量 6 测试案例 1 搜索外部干扰源 1 首先用安捷伦仪器专用连接线连接定向天线 天线建议最好使用八木天线 和安捷伦测试仪的INPUT接口 搜索外部干扰 2 打开安捷伦测试仪的电源开关 开机后按复位键 PRESET 再按频率键 FREQ 再按 F2 起始频率 按钮 在右侧数字面板输入850MHZ 在按 F3 终止频率 按钮 在右侧数字面板按数字输入970MHZ 3 按显示屏幕下面的 AMPTD 按钮 按F3按钮 把 预放 设置成 开 状态 再按F6按钮 把 高灵敏度 设置成 开 状态 同时还要设置参考电平 建议设置为 40db 搜索外部干扰 形成图像如下所示 从上图可看出图像中有两个波峰的是电信C网使用的下行频点 图像右侧是G网的频点 我们测是否对我们的频点产生干扰主要是看对图像右侧的波形的幅度变化是否很大 看右侧的图像的电平值是否整体都有提升 如下图 搜索外部干扰 我们测试的实际曲线是黄色曲线 当黄色曲线变为上面红色曲线的波形后 就说明有干扰 我们可以通过改变天线的位置出干扰源 如果出现如红色线所示的整体抬升的波形 就是干扰 2 通道功率测量 通道功率测量对射频传输来说是最常见的测量之一 此方法用来测量在特定的时间间隔内 通过某一频率范围的信号所传输的信号输出功率或者通道功率 测量不到特定的功率就说明系统有问题 这种现象可能会在功率放大器和滤波器电路中遇到 通道功率测量常被应用以下几方面 进行有效传输 减小整个系统受干扰 测量时要用最大保持状态 注意 当最大保持功能 MaxHold 打开时 频谱仪会自动关闭扫描平均功能 GSM通道功率测量 全球移动通信系统对数字蜂窝通信来说是一个全球性的规范 分配给GSM移动通信的频率有两个 900MHz和1800MHz GSM系统采用频分多路 FDMA 和时分多路技术 TDMA 在每一频段内大约有一百多个间隔为200KHz载波频率 FDMA 每个载波频率被分割成时间槽来承载八路单独的话道 每个话道有一个上行线和一个下行线 它们之间的频率间隔为80MHz GSM系统采用高斯最小飘移键控调制法 为了保证测量的准确性和可重复性 应遵守以下几条简单的规则 分辨率带宽应被设为1MHz以覆盖宽带的GSM系统 视频带宽应设为100KHz或者更大些 以便获得GSM系统带内多个通道的细节问题 测量时要用最大保持状态 Gsm通道功率测量 测量步骤1 复位频谱分析仪使其为默认状态 2 连接一个衰减量为30dB 功率容量为50W的双向衰减器到频谱分析仪的输入端口 3 在频谱仪面板上按AMPTD键并选择RELLEVEL软键设置参考电平为0dBm 按SCALE软键设置标尺10dB 格 按ATTEN软键将衰减设置为手动方式MANUAL并设置衰减值为20dB 4 按BW SWP键分别选择RBW和VBW软键设置分辨带宽为1MHz 视频带宽为AUTO Gsm通道功率测量 5 在面板上按MEAS键选择CHANNELP