Agilent频谱仪ppt课件

AgilentTechnologiesTraining AgilentPSA系列高性能频谱分析仪 安捷伦科技有限公司电子仪器与系统集团技术支援中心 信号分析技术简介频谱分析仪工作原理频谱分析仪性能指标PSA频谱仪测量功能及应用模拟调制信号分析数字调制信号分析操作及实验 PSA高性能频谱分析仪课程内容 第一章 信号分析技术简介 信号分析技术简介 连续波信号模拟调制信号数字调制信号噪声信号 时域分析频域分析调制域分析 信号分析方法 各种被测信号 信号存在方式 连续稳定信号 周期变化信号 瞬变单次信号 完整的信号分析内容 信号频率信号功率 时间 平均 峰值功率调制精度邻道功率比 ACPR 频道内 In channel 频道外 outofchannel 谐波远端杂波 带内测试项目 带外测试项目 信号的基本分析方法 时间 幅度 频率 时域分析 频域分析 信号功率信号频率相位噪声杂波抑制谐波抑制 CW信号的频域指标 杂波 65dBc 二次谐波 30dBc 0 5f0f02f0 次谐波 相位噪声 Carrier 载波 5dBm 60dBm 25dBm 频率 幅度 频谱分析仪的应用 发射机测试 频谱分析仪的应用 器件三阶交调性能测试 信号源1 频谱仪 耦合器 被测件 f 1 In 衰减器 信号源2 输入输出 调制信号的矢量描述 BPSK DQPSKandQPSK DQPSK 16QAM MSK 32QAM 8PSK ErrorVectorConcept I Q 幅度误差 误差失量 标准参考信号 相位误差 实际被测信号 调制信号误差指标的定义 EVM x100 矢量误差幅度 ErrorVectorMagnitude 调制信号调制精度测试过程 调制信号的精度测试 PSA频谱分析仪的测量功能 频域 解调域 时域 PSA频谱仪显示面板 触发输入电源开关 PSA频谱仪操作面板 磁盘仪表测试结果存 取操作 仪表工作模式频谱分析状态 数字解调模式等 仪表测试状态参数中心频率 参考电平RBW VBW Sweeptime等 仪表测试结果Marker测量Measure测试功能 输入信号接口注意 输入信号电平 1W直流电平 仪表参数设置数字键盘直接设置 步进控制 旋扭微调 PSA频谱仪后面板接口 OptH7070MHz中频输出 频谱分析仪基本测试 信号绝对参数测试Marker1信号频率 功率信号相对参数测试Marker2R信号 2 信号比较结果频率差 功率差 Peaksearch 频谱分析仪自动搜索当前Span范围内幅度最大信号 将Marker对应位置移至相应位置 CF 中心频率位置RefLvl 参考电平位置 Marker 频谱分析仪测试结果的处理 File Save 测试结果存储Load 测试结果调入存储器路径 Dirselect A 仪表内置软驱C 仪表内置存储区 PSA频谱分析仪操作菜单 基本参数设置 CenterFreq 频谱分析仪测量中心频率 StartFreq 频谱分析仪测量起始频率 StopFreq 频谱分析仪表测量终止频率 CFStep 频谱分析仪频率设置变化步进 FreqOffset 将显示频率加入偏置值 SignalTrack 信号跟踪功能 仪表自动调整设置将频率变化信号保持在原显示位置 Frequency Channel PSA频谱分析仪操作菜单 基本参数设置 Span 频谱分析仪测量频率扫宽 Stopfreq Startfreq SpanZoom 将显示窗口放大 解调测量下有效 FullSpan 将扫宽设置为全扫宽 ZeroSpan 频谱分析仪频率变化步进 LastSpan 将扫宽设置恢复为上一次设置值 SpanXScale PSA频谱分析仪操作菜单 基本参数设置 RefLevel 频谱仪测量参考电平 反映当前测量功率最大电平 Attenuation 输入衰减器设值 0 70dB范围 2dB步进变化 Scale Div 幅度显示标尺 每显示格对应的幅度变化 ScaleType 幅度显示方式 对数 线性选择 PreselCenter 频谱仪输入预选滤波器中心频率自动调整 保证信号幅度测量精度 PreselAdjust 频谱仪输入预选滤波器中心频率手动调整 保证信号幅度测量精度 AMPLITUDE YAxisUnits 频谱仪显示信号功率单位 dBm W dBv等 RefLvloffset 参考电平人为偏置 Intpreamp on off频谱仪内置放大器开关 需选件1DS Correction 外置设备 天线 电缆等 影响补偿功能 可补偿频响误差影响 ExtAmpGain 外置放大 衰减值 频谱仪补偿其影响 得到被测信号真实值 AttenStep 2dB 10dB频谱仪输入衰减器变化步进 MaxMixerLvl 10dBm频谱仪混频器工作电平 RefLvl Attenuation MixerLvl PSA频谱分析仪操作菜单 基本参数设置 ResBW Auto Man频谱仪分辨带宽 1Hz 8MHz 步进变化 决定频谱分析仪表测试频率分辨率 灵敏度 测试速度等指标 自动状态 Auto 下与仪表扫宽 span 联动变化 VideoBW Auto Man频谱分析仪视频带宽 1Hz 50MHz 步进变化 对显示噪声有平滑作用 自动状态 Auto 下与RBW联动变化 VBW RBW VBW和RBW联动变化的比值关系 Average on off频谱仪测试结果平均处理开关及平均次数 Avg VBWType 频谱仪平均处理方式 会影响测量功率结果 Span RBW RBW和扫宽联动变化的比值关系 BW Avg PSA频谱分析仪操作菜单 基本参数设置 SweepTime Auto Man频谱仪测量扫描时间 自动状态下与频谱仪Span RBW VBW设置有关 扫描时间设置会对信号幅度测量读数有影响 Sweep Single Cont仪表扫描方式 单次扫描 连续扫描 AutoSweepTime Norm Accy扫描时间长度普通模式 高精度模式 Point 频谱分析仪测量点数 101 8192 Segmented 频谱分析仪分段扫描功能 Sweep PSA频谱分析仪操作菜单 高级参数设置 AutoAll 将频谱仪Atten RBW VBW Sweeptime全部设为自动状态 FFT Sweep PSA频谱测试模式 包含FFT和扫频式 扫频式 Sweep 适合宽频带测量要求 FFT适合在span 10MHz 小RBW测试场合 PhNoiseOpt PSA内部本振相位噪声优化模式控制 Detector PSA测量检波方式 会影响测试功率读数 Avg VBWType 频谱分析仪测量结果平均方式 ADCDither PSA频谱分析仪ADC加扰功能开关 ADCRanging PSA频谱仪ADC处理幅度调整原则 AutoCouple PSA频谱分析仪操作菜单 基本测量功能 NextPeak 仪表自动将Marker定位在当前扫宽范围幅度次大的信号上 NextPKRight 仪表自动寻找频率递增方向幅度次大信号 NextPKLeft 仪表自动寻找频率递减方向幅度次大信号 MinSearch 仪表自动将Marker定位在当前扫宽范围幅度最小的信号上 PK PKSearch 显示所有信号峰峰值读数 Mkr CF 将Marker对应信号移至仪表显示中央 ContinuousPK on off峰值显示连续开关 SearchParam 峰值信号搜索的原则 PeakSearch 仪表自动将Marker定位在当前扫宽范围幅度最大的信号上 PSA频谱分析仪操作菜单 基本测量功能 SelectMarker 1 2 3 4PSA显示多个标识 用于信号读值测量 Normal 激活Marker用于单信号幅度 频率绝对参数测试 Delta 激活Marker用于两个信号幅度 频率差值参数测试 DeltaPair Ref 移动DeltaMarker位置的方式 改变Ref或 Marker SpanPair Span center设置DeltaMarker测量的频率差值或中心值 Off 将Marker测量关闭 SelectMarker 1 2 3 4选择激活测量的Marker MarkerTrace 1 2 3选择激活Marker放置在不同测量轨迹线上 Readout 选择Marker测量结果显示方式 频率 时间 MakerTable 将多个激活Marker测量结果同时显示 MarkerALLOff 将所有激活Marker测量关闭 Marker PSA频谱分析仪操作菜单 基本测量功能 SelectMarker 1 2 3 4选择激活Marker测量功能 MarkerNoise 噪声测量功能 精确测量噪声信号的功率谱密度指标 Band IntvlPower 测量双Marker定义频率范围内信号功率和 Functionoff 关闭Marker测量功能 MarkerCount 频率计数器功率 提高信号频率测量分辨率和精度 MarkerFctn PSA频谱分析仪操作菜单 基本测量功能 Mkr CF 将Marker对应信号移至显示中央频率位置 MKr CFstep 将频率步进变化值设为与Marker对应信号频率值相同 MKr Start 将Marker对信号移至起始频率位置 MKr stop 将Marker对应信号移至终止频率位置 MKr RefLvl 将Marker对应信号移至参考电平位置 Marker PSA频谱分析仪操作菜单 高级测量功能 MeasOff PSA测量功能关闭 返回频谱测量状态 ChannelPower 通道功率测量 用于调制信号功率测量应用 OccupiedBW 信号频率占用带宽测量 ACP 调制信号邻道功率比测量 可根据各种测试规范进行 MultiCarrierPower 多载波信号功率测量 PowerStatCCDF 信号功率变化统计特性测量 得到信号平均功率 峰值功率 HarmonicDistortion 信号谐波测量 BurstPower 脉冲调制信号包络参数测量 Intermod TOI 交调性能测试 SpuriousEmission 信号寄生杂散测试 SpectrumEmissionMask 信号频谱模板测试 MEASURE PSA频谱分析仪操作菜单 显示控制 FullScreen 仪表测试结果全屏显示 DisplayLine 设定幅度参考线 便于被测信号幅度判断 Limits 测试结果通过 不通过判断功能 极限值编辑 Title 频谱分析仪测量结果名称 Preference 仪表显示栅格及标识的开关控制 Display PSA频谱分析仪操作菜单 输入 输出控制 InputPort RF AmptdRef 频谱分析仪测量对象RF 输入信号 AmptdRef 仪表内部参考信号 用于仪表自校 RFcoupling AC DCRF输入信号耦合方式 交流 直流交流耦合状态下 输入信号直流成份 100V直流耦合状态下 输入信号直流成份 0 2V Input Output PSA频谱分析仪操作菜单 测量结果处理 Trace 1 2 3频谱分析仪可同时显示3条测试曲线 测试曲线名称 ClearWrite 将当前选定的测量曲线激活 消除仪表内部显示缓存器内容 MaxHold 最大保持功能 频谱仪显示多次扫描结果中最大幅度结果 可用于漂移信号监视等应用 MinHold 最小保持功能 频谱仪显示多次扫描结果中最小幅度结果 View 将频谱仪测量结果写入仪表内部缓存器或将存储内容调入显示 频谱仪显示为存储静止图形 Blank 清除选定曲线的显示 Trace View PSA频谱分析仪操作菜单 仪表管理 ShowError PSA频谱仪出错信息 Poweron preset 仪表开机状态 复位状态设置 Time Date 修改PSA频谱仪显示时间 Alignments PSA频谱仪幅度自校功能 Input设置为内部 50M参考信号 ConfigI O PSA频谱仪外设接口地址配置信息 Reference 频谱仪10M参考信号控制 内部 外部参考选择 内部参考输出控制 System ShowSystem PSA频谱仪基本信息 仪表串号 版本信息 选件配置 工作时间等 ShowHdwr PSA频谱仪内部硬件配置 ColorPalette PSA频谱仪测量显示颜色配置 Diagnostics PSA仪表诊断 RestoreSysDefaults 恢复PSA仪表系统配置文件 Licensing PSA频谱仪测量选件管理 Personality PSA频谱仪内置测量选件信息 技术小结 根据信号的特性 可将信号分为 根据存在形式 信号可分为 分析CW信号可利用时域和频域分析法 分析调制信号精度需进行解调分析 分析周期变化信号 需利用选时分析能力 分析瞬变信号 需具备存储分析功能 非调制连续波信号 CW信号 调制信号连续稳定信号 周期变化信号 例如 脉冲TDMA信号 瞬变信号等 第二章 频谱分析仪工作原理 信号的频域分析技术 FFT 快速傅立叶变换 A f 滤波器扫描测试 LCDshowsfullspectraldisplay 扫频频谱仪 扫频式频谱仪组成框图 扫频式频谱仪的测量过程 频谱分析仪组成 输入衰减器 中频放大器 输入衰减器 频谱分析仪内部输入衰减器和中频放大器保持联动关系 中频放大器自动补偿衰减作用 输入信号测量结果不会受衰减器设置的影响 频谱分析仪组成 混频器 RF LO IF PSA频谱仪信号变频处理过程 频谱分析仪组成 中频滤波器 中频滤波器 频谱分析仪显示 输入信号频率分布 中频滤波器带宽 RBW 频谱分析仪组成 检波器 检波器 bins 幅度 频谱分析仪组成 视频滤波器 视频滤波器 视频滤波前测试显示结果 视频滤波后测试显示结果 信号的FFT处理过程 T 2 T 2 Fmax 测量频率范围 fs 2 采样 积累 加窗 频率间隔 f 1 T 频谱分辨率 f 1 T 0 Time Frequency 采样间隔 t 1 fsfs 采样频率 时间长度T N tN 采样点数 PSA频谱分析仪的技术 VCO各种相噪优化模式 适用不同测试要求 ADC采用Dither技术 AnalogIF Filter 数字中频滤波处理带宽1Hz到8MHz160个设置值一致性好相位线性好 数字检波方式NormalRMSAvgPeakMinSample FFT 扫频方式和FFT方式小RBW实现良好的滤波器选择性速度快 全数字中频处理技术 FFT 扫频双工作模式 数字对数放大处理线性好 100dB动态范围 技术小结 完成频谱分析有 扫频式和FFT两种方式 FFT适合于窄分析带宽 快速测量场合 扫频方式适合于宽频带分析场合 单点频CW信号在扫频式频谱仪上测试显示的结果为中频滤波器形状 第三章 频谱分析仪性能指标 工作频率范围频率分辨率 分辨频率间隔信号能力 频谱分析仪基本性能指标 频率幅度 测量动态范围 内部失真 测量大信号能力 灵敏度 测量小信号能力 测试精度测试速度 频谱仪频率测量范围 测量信号高次谐波成份 PSA系列 频率分辨率 3dB 3dBBW LO 混频器 中频滤波器 分辨滤波器 扫描控制器 检波器 输入信号 Display RBW 影响频谱仪频率分辨率性能的因素 RBW 本振寄生调频 本振相位噪声 中频滤波器矩形系数 RBW是中频滤波器3dB带宽 60dBBW 3dBBW 滤波器矩形系数 单点频信号在频谱上测试显示结果为中频滤波器的频响形状 RBW对频谱仪分辨率的影响 中频滤波器矩形系数影响频谱仪对不等幅信号的分辨能力 10kHz RBW 10kHz RBW 1kHzSelectivity15 1 10kHz distortionproducts 60dBBW 15kHz 7 5kHz 3dB 60dB PSA频谱仪采用数字化中频处理技术 高精度不受温漂影响一致性好可扩展性 模拟数字 Bits Cos wt Sin wt IF RF I Q Q LO FsSampleRate MHz ASIC Pushthedigitizersuptherfchain 中频滤波器数字实现 ADCdigitizesIF notdetectedamplitude PSA采用全数字中频滤波器4 1shapefactorversus12 1shapefactor 数字滤波器测试结果 模拟高斯滤波器测试结果 本振寄生调频对测量的影响 频谱仪本振相位噪声对测量的影响 本振相位噪声在频域上表现为信号频谱噪声边带 PSA本振信号相噪性能 FastTuning f 30kHz f 30kHz AutoCouple Phasenoise RBW设置会影响频谱仪测试速度 Swepttoofast 当滤波器带宽小时 其响应时间会相应变长 PSA频谱仪的测试速度 FrequencySpan 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G 10G 100G 1m 100 Acquisitiontime MeasurementCycleTime 10m 0 1 1 10 FFT Swept Comp overhead LOhoppingandswitching 0 8RBW2RBWsettling LOsweepratelimit LOretrace systemoverhead PSA采用数字滤波器和FFT技术来提高小RBW状态下的测试速度 PSA频谱仪的可变测量点数功能 可变测量点数 2to8192points对测试速度无影响 FFT适用于小测试扫宽及小RBW工作状态 FFT测试模式 扫频测试模式 PSA频谱仪分段扫描功能 SegmentSweep 频谱仪测试灵敏度 频谱仪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白噪声电平 DANL 频谱仪噪声对输入信号功率测试的影响 修正参数 powers powers n powern mW 频谱仪显示信号 输入信号 内部噪声 影响频谱仪灵敏度的因素 衰减器设值 衰减器设值大噪声电平高 20dB10dB0dB 影响频谱仪灵敏度的因素 衰减器设值 为保证正确测量信号电平 频谱仪内部衰减器和中频放大器联动工作 影响频谱仪灵敏度的因素 RBW 10kHzRBW3kHzRBW1kHzRBW 噪声电平随RBW按 规律变化 影响频谱仪灵敏度的因素 VBW VBW影响显示噪声电平的方差 减小VBW得到其平均值减小VBW有利于噪声背境下CW信号检测 最小RBW设值最小衰减器设值减少VBW前置放大器 增益 噪声系数 提高频谱仪灵敏度的技术方法 频谱仪对信号功率的测量过程 不同性质信号功率的测试结果与检波方式 平均方式有关 频谱仪检波方式Peak NegativePeak Sample Sample PeakNegPeakSample Peak检波方式 适合CW信号及信号搜索测试Sample检波方式 适合于噪声信号测试NegPeak检波方式 适合于小信号测试 频谱仪检波方式AveragingDetectors 功率测量显示由多个包络电平值的平均得到可减少显示信号的抖动 扫描速度越高 平均效果越明显适合于ACPR及通道功率指标测试 Average 平均处理 减小噪声或类似噪声信号显示方差 ProcessorandDisplay LogAmp EnvelopeDetector RBW VBW ADC DetectorMode Log Lin 视频处理或平滑 AveragingorRMSDetectors Trace to Trace多次测量平均处理 平均方式 Log Lin Power Log平均 CWsignals窄VBW trace平均适合于低电平CW信号测试电压平均 voltageenvelopes适合于脉冲信号上升下降时间测量功率平均 time varyingsignals信号平均功率测量 不同平均处理的过程 0dBm 6dBm 1mW 4mW Log平均与功率平均结果不相同窄VBW及trace平均为Log平均 测量时变信号时存在误差RMS检波等效为功率平均 视频平均处理 VideoAveraging Avg P1 P2 P3 对数值的平均处理 功率平均处理 PowerAveraging 也称为均方根检波方式RMS log Avg 10P1 10 10P2 10 10P3 10 平均结果的对数处理 Log平均结果 3dBm 0dBm 6dBm 2功率平均结果 3 98dBm 1mW 4mW 2 2 5mW 被测信号 不同平均方式对噪声信号测试的影响 PSA频谱仪灵敏度指标 Frequency MHz Noise dBm Log PwrAvg Video PwrAvg RMS VoltageAvg NormalAverage Log RMS V PeakSampleNegativePeak 频谱仪检波方式 RMS 均方根检波 频谱分析仪对噪声信号的测量方法 功能自动设置频谱仪检波方式为 PowerAvg进行功率平均处理及带宽归一化 MakerNoise 频谱分析仪正确测量信号相位噪声的方法 100kHz 信号相位噪声指标测量结果 103dBc Hz 100kHzoffset 不同信号功率测量状态设置 检波探头 Chopper Diode检波器 Meter SynchronousDetector LPF ADC Ranging BPF SquareWaveGenerator Processor RF AC DC 220Hz DAC AUTOZERO 功率计用于测量信号功率 功率计测量结果是全频段信号功率和 频谱分析仪性能指标 内部失真 三阶交调测试 各次谐波测试 50dBc 50dBc 40dBc 频谱分析仪典型测试应用 频谱分析仪产生内部失真的原因 混频器及其它处理过程的非线性作用 双音信号测试 谐波失真 三阶失真 二阶失真 各阶非线性失真信号变化规律 高阶失真信号幅度比基波信号变化速度快 非线性引起失真信号变化规律 失真信号幅度与混频器工作电平的关系 0 20 40 60 80 100 60 30 0 30 TOI 二阶 三阶 失真信号 输入功率比 dBc 混频器工作电平 混频器工作电平 输入信号电平 衰减器设值 SHI 为减小频谱分析仪内部失真 混频器应工作在尽量低电平 应加大衰减器设值 SIGNAL TO NOISERATIO dBc 20 40 60 80 100 60 30 0 30 TOI 最大二阶无失真动态范围点 显示噪声电平 三阶 二阶 最大三阶无失真动态范围点 SOI 动态范围 频谱仪同时测量大小信号能力 混频器工作电平 参考电平 衰减器 最佳混频器工作电平 失真信号变化规律说明 混频器工作电平 参考电平 衰减器 频谱仪显示失真信号 输入信号 真实信号 仪表失真仪表内部噪声 无失真测试动态范围在内部失真和噪声电平间折衷 衰减器设值小时频谱仪内部失真大 噪声电平低 衰减器设值大时频谱仪内部失真小 噪声电平高 DynamicRangeVs DistortionandNoise DynamicRangegivenupusingdifferentattenuatorsteps PSA2dB步进衰减器保证频谱仪混频器工作电平为最佳值 改变衰减器来判断频谱仪测试结果的真实性 PSA中频信号的数字化处理过程 010000 001111 001110 001101 001100 001010 001001 001000 000111 000110 Dt x nDt A D变换对动态范围影响 n n 1 Numberofeffectivebits dB 20log2 6dB bit 10bits60dB12bits72dB14bits84dB16bits96dB 6dBperBit 动态范围 6dBxNN ADC处理位数 ADC处理前信号波形 ADC处理后信号波形 ADC非线性对动态范围影响 ADC非线性引起的失真杂散 ADC量化噪声在频谱上反映 ADCDither处理前信号频谱ADCDither处理后信号频谱 DitherOFFADC转换特性DitherONADC转换特性 DitheredADC 特点 将量化噪声随机化改善ADC线性提高ADC动态范围 在输入端加入噪声将量化误差随即化Lowfrequency bandpassFM 1lsbsmallscale 1 2fulllargescaleadd subtractditherwithcontrolloop 中频电路预选滤波器扩展ADC处理动态范围 中频模拟预选滤波频响特性 ADC前处理 带宽 2 5RBW 数字分辨滤波器频响特性RBW ADC后处理 S1 S2 22 5dB 30dB 单音信号 F1 单音信号 F2 2 F2 F1 三阶交调信号 2 F1 F2 k S2 S1 2 k S1 S2 2 模拟预选滤波器对动态范围的改善2 22 5dB 30dB 75dB EffectiveTOIimprovedby32 5dB 中频处理具备频率选择功能 未滤波处理的输入信号 数字中频电路的Autoranging处理 Powervstime t LimitedADCdynamicrange Max 6dBsteps LownoiseGoodnoisefigure Largersignalshavemorenoise AddedDynamicRange Lousynoisefloorcoveredupbylargesignal 1Hznoise 15MHznoise Fixedrangefftlimiteddynamicrange EachrangehaslessSNRthanrequired 0 6 12 18 None 对21 4MHz中频信号幅度进行采样监测主通道信号传输延迟精确控制ADC处理前 对信号幅度进行调整跟踪信号幅度变化 Autoranging处理保证ADC处理信号信噪比 噪声对消的过程 断开输入信号 仪表首先测量其内部噪声信号功率 通过数学相减运算 对消 noisesubtraction 消除其对输入信号测量的影响 被测试信号和仪表噪声没有相关性 由于仪表内部随机噪声通常与输入信号不相关 采用RMS检波方式利用充分平均来减小噪声抖动 利用噪声抵消功能扩展动态范围 抵消处理前频谱噪声电平 抵消处理后频谱噪声电平 PSA噪声对消技术的应用WCDMA信号ACLR测试 30dBm 115dBm 1kHzBW 0dBATTENUATION 频谱仪最大输入电平 10dBm 35dBm 45dBm 仪表噪声电平随衰减器设值和 而变化 二阶失真 混频器压缩电平 三阶失真 信号 噪声范围 105dB 145dB 功率测量范围 频谱仪平均噪声电平 70dB 80dB 0dBc 噪声电平 60dBc 1kHz 三阶失真测试动态范围 仪表相位噪声影响测试动态范围 频谱分析仪动态范围指标定义 二阶失真测试动态范围 PSA频谱仪测试动态范围性能 近端测试动态范围受本振相位噪声影响 100kHz to 1MHz 噪声边带 频谱仪动态范围受本振相位噪声影响范围 DANL 频谱仪动态范围受非线性 白噪声影响范围 频谱分析仪测量动态范围的计算举例 被测信号性能要求 主信号幅度为10dBm 要求偏离该信号10MHz处100kHz带宽频率范围内杂散信号功率低于 95dBm 主信号功率 10dBm 频谱仪表输入衰减器设置 20dB MixerLvl 10dBm 频谱仪在100kHz带宽内噪声功率 仪表灵敏度 20dB 衰减器 50dB 100kHz带宽 155dBm Hz 20 50 85dBm频谱仪不能提供要求的动态范围解决的方法 通过滤波处理 对大功率信号进行抑制使频谱仪衰减器设置减小 扩展测量动态范围 100kHz 10dBm 10MHz 带通滤波处理 测试举例 WCDMA信号ACLR性能 PSA频谱分析仪测量精度 全数字中频放大及对数运算电路全数字中频滤波器内部标准校准信号 Specifications Typicals Characteristics不同的含义 Specification 性能指标 应是每台仪表应该保证达到的指标Typicals 典型指标 大部分仪表所达到的指标 80 常优于Specification值Characteristic 特征指标 研究开发阶段测试指标 抽样仪表所达到性能 常优于Specification值 频谱仪确定信号频率的过程 SweepGen 输入 中频滤波 检波 本地振荡器 Mixer 滤波其 LogAmp 参考晶振 视频滤波 D AA D 本振信号频率与参考源 扫宽有关 中频滤波器精度决定中频信号精度 频谱仪产生频率误差的原因 在扫描起始频率点 本振依靠PLL锁定 精度较高 扫描过程中 本振频率靠VCO压控线性保证 与扫宽有关 本振信号频率有关 中频信号频率有关 提高频率测量精度的方法 计数器功能 计数器方式下 频谱仪频率测量值与扫宽无关 频谱仪测量信号幅度的过程 频率响应误差刻度保真度误差中频误差输入衰减器误差RBW转换误差预选滤波器跟踪误差 频谱仪幅度测量的误差项目 频率响应误差 2dB 频率响应误差产生的原因 所有RF MW元件和输入衰减器及接头存在频率响应不同的问题 频率段切换时 存在频率响应不同问题 PSA频率响应误差指标 刻度包真度误差 刻度包真度误差产生原因 对数放大器线性检波器线性ADC电路线性发生刻度包真度误差的场合 在参考电平相同时 信号处在不同电平处 中频增益误差 中频增益误差产生原因 中频电路 中频放大 中频衰减 不确定度发生中频增益误差的场合参考电平设置不相同时 FrequencyResponse 3GHz BandSwitchingErrorLogFidelityRFInputAttenSwitchingRBWSwitchingNoise DANL ImpedanceMismatchCalibratorAccuracyPSA幅度测量总误差 0 07dB 0 2dB 0 5dB 0 07dB 153dBm 1 2 1 0 3dB 0 35dB PSA幅度测量误差 提高频谱仪幅度测量精度的方法 内部自校设置参考电平 使信号尽量接近参考电平位置频响误差修正 PSA参考源性能 PSA频谱仪的幅度测量补偿功能 对外置电缆放大器天线等进行补偿4类补偿系数补偿频率点数 200 技术小结 扫频式频率分析仪分析频率范围由本振范围决定 扫频式频率分析仪频率分辨率与中频率滤波器和本振有关 扫频式频率分析仪分析灵敏度与中频率滤波器 衰减器设值 视频滤波器和本振有关 扫频式频率分析仪分析内部失真与混频器工作电平 中频放大器性能有关 扫频式频率分析仪衰减器设置在灵敏度指标和内部失真指标间折 通过改变衰减器设置可判断频谱分析仪测试结果的真实性 扫频式频谱仪测量功率结果与其检波方式和平均方式有关 测试中可通过减小RBW来提高频率分析分辨率测试中可通过减小RBW VBW 衰减器设值和前置放大来提高分析灵敏度测试中可通过减小混频器工作电平 增加衰减器设值 来减小内部失真 第四章 PSA频谱分析仪测量功能及应用 PSA频谱仪测试功能 Measure MeasSetup 调制信号功率参数的定义 SPAN F1 Start F2 Stop 5MHz NBW 等效噪声带宽 信号频率带宽内功率和 Channelpower功能用于调制信号功率测量 OptimizeRefLevel功能 仪表自动检测输入信号幅度 确定参考电平和衰减器件设值 确保最大测量动态范围 ACPR 邻道功率比 测量 PSA具有OptimizeRefLvl和NoiseCorrection功能 可确保ACP测试动态范围最大 主通道 间隔通道上边带 相邻通道上边带 Meassetup Offset Limits 设置通道定义和极限指标 信道间隔 扩展PSA频谱仪的ACPR测试范围 PSA支持12载波ACPR测试CanselectreferencecarrierforACPRcalculationMax3offsetsforbothsidesofcarriers采用噪声抵消技术提高ACP测量动态范围PSA支持N4256测试装置 扩展测量动态范围控制显示栅格开关 MCPA 扩展PSA测试动态范围的方法 Sout Gdut Sin Din Nin Ddut out Ndut out Sin Din Nin S out 1 K Gdut Sin Din Nin Ddut out Ndut out AgilentN4256 信号频谱占用带宽测量 CCDF 互补积累分布函数 测量 对信号功率变化分布情况进行统计分析 6dB 3dB dBaboveaveragepower 9dB Avgpower 信号瞬时功率超过平均功率比值 出现概率 InputsignalCCDF AmplifiedsignalCCDF CCDF指标测试的应用 被测件压缩性能检测 InputsignalCCDF 系统动态范围指标制定 Burstpower测量显示信号包络 Zerospan状态RBW VBW设置 扫频式频谱仪对瞬变信号的测量 单次扫描提高扫描速度最大保持功能 L f 信号相位噪声测试 选件 226 One buttonPNlogplotDANLdisplayOne buttonsinglefreq PN real time Carrierfreq drifting 信号相位抖动和寄生调频的测试 rms VNrms VSrms x rmstotal rms rms 2 2 2 1 L f S f 2 Client Server GPIB Internet Intranet E2050A LAN GPIBGateway LAN PSA PSA频谱仪测试结果的远程监控 选件 230 仪表控制程序的组成层次 技术小结 频谱分析仪可准确测量各种调制和非调制信号的功率和频率 信号功率的完整测试内容应包含 平均功率 峰值功率 功率变化的概率统计 第五章 模拟调制信号分析 调制信号的特性 AMFMPMQAM 定义AM信号的参数 LinearAMLogAM载波频率功率调制信号频率调制指数精度 调幅信号 AM 特性 调副信号的描述方法 矢量 时域 频域 调制指数 AM信号调制指数决定调制边带的幅度 2E SB AM dB 100 50 10 5 1 6dBc 12dBc 26dBc 32dBc 46dBc m 调副信号的频域测试方法 MARKER 1kHz 26dB 10dB dBc 20log m 2 AM 20010 dBc 20 ZeroSpanRBW VBW尽量设大幅度线性显示 调幅信号的时域测试方法 稳定显示 扫描时间调整触发调整 频谱仪为时域测量状态 作为工作在Centerfrequency 带宽为RBW的接收机显示信号包络波形 载波频率功率调制频偏调制信号频率调制指数精度 定义FM信号的参数 调频信号 FM 特性 调相信号 PM 特性 peak V V t sin 2ft m t c 载波频率功率调制相偏 调制指数 调制信号频率精度 定义PM信号的参数 FM和PM信号的频谱特性 J0 J1 J1 J2 J2 J3 J3 频率 幅度 FM PM信号载波及各阶调制边带功率关系符合各阶贝塞尔函数规律 贝塞尔函数系的分布 FM信号的频谱显示 FM信号带宽 2 调制频偏 调制信号频率 LIN CENTER100MHz RESBW1MHz SPAN0Hz FM信号的时域显示 恒定包络信号 FM信号的频域测试方法 贝塞尔零点法 BesselNull FM信号的频域测试方法 Haberly法 Haberley sFormula V V 载波处 n 0 FM信号频域测量举例 Haberley sFormula 2285 7 99 88 39 76 2 45 Haberly法测量举例 FM信号的频域测试方法 SlopeDetection法 脉冲调制信号特性 Time Pulse On Offratio Rise time Rate 1 T T Width Power 1 T Power 1 载波频率功率脉冲宽度 脉冲重复周期T上升 下降时间开关比精度 定义脉冲调制信号的参数 1 脉冲重复频率PRF 1 T 脉冲调制信号的频谱分布 ResBW PRF 窄带状态下脉冲调制信号频谱 脉冲调制信号峰值功率计算 窄带状态 26dB MKR L 20log T 峰值功率计算 SPAN3MHz RBW10kHz MainLobeAmplitude 0kHz ResBW PRF 宽带状态下脉冲调制信号频谱 利用MaxHold功能测脉冲宽度 VBW1MHz RBW30kHz SWP1sec Mainlobewidth PulseRepetitionFrequency SPAN0Hz MKR 1ms 利用时域功能测脉冲参数 RBW30kHzVBW1MHzSWP50ms SPAN3MHz PeakPulsePower MainLobeAmplitude 26 9dB MKR 脉冲调制信号峰值功率计算 宽带状态 频谱仪时域状态下测量脉冲调制信号 LIN SPAN0HZ RESBW100KHZ RBW 3MHz RBW 3MHz 技术小结 确定一个模拟AM调制信号需调制信号频率 调制指数等参数 这些参数可在频谱上进行测量 确定一个模拟FM调制信号需调制信号频率 调制指数等参数 这些参数可在频谱上进行测量 确定一个模拟PM调制信号需调制信号频率 调制指数等参数 这些参数可在频谱上进行测量 确定一个模拟脉冲调制信号需调制脉冲宽度 脉冲重复周期等参数 这些参数可在频谱上进行测量 第六章 数字调制信号分析 Option226 phasenoise 598