信号源&频谱仪基础

测试精度 测试速度
Agilent Express Configuration for Distributors Sept 2010
Agilent Restricted
影响频谱仪频率分辨率性能的因素
RBW
本振残余调频
中频滤波器矩形系数
本振相位噪声
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频率幅度单位
➢频率单位
✓ 赫兹（Hz）：每秒钟正弦波重复次数
➢幅度单位
✓ 线性单位：瓦特(W), 伏(V), 豪伏(mv), 微伏(uv) ✓ 对数单位：dBm(dB毫瓦)，dBuv, dBmv ✓ 相对对数单位：dB, dBc
dBm=10*log10(Power/1mw) dBm= dBuv-107 (50 ohm阻抗) 1v= +13 dBm (50 ohm阻抗)
1. 小RBW，FFT 分析更快。大RBW，扫频更快 2. 测量时变频谱功率，推荐使用扫频模式 3. FFT 模式下不能更改扫描时间
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扫频式频谱仪组成框图
------输入衰减器
输入衰减器 中频放大器
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 输入衰减器的两大作用： 1. 防止过载 2. 调谐驻波匹配 3. 减小失真
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Ch1 PM PSD
75 dBc/HzA Marker
10 000 Hz
LogMag
-80dBc/Hz @10Hz offset 5dBc/div -90dBc/Hz @ 100Hz offset -105dBc/Hz @1KHz offse-10t5 dBc/Hz -120dBc/Hz @10kHz offset
V (t) 42 4
真实CW 信号
V (t) = [A +o E(t)] sin [2 of t + (t)]
Where E(t) = random amplitude fluctuations
(t) = random phase fluctuations E(t)
V (t) 42 4
Voltage
连续波信号指标
…幅度指标
功率范围
(-135dBm to
+15dBm)
幅度精度
(+/- 0.6dB)
幅度分辨率
(0.01dB)
开关速度
(25ms)
反向功率保护
0.5W
Source protected from accidental transmission from DUT
What is Pmax out? DUT
RF输入衰 减器
中频
放大 混频器 器
中频 滤波器
检波器
输入
预选滤波器/ 低通滤波器
本振
对数
放大 器
视频
滤波器
参考 振荡器
扫描控制器
显示结果
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频谱分析仪组成
Uncertainty
<0.002ppm(+5%,-10%), typical
频率不确定度=频率*（老化率* 时间+温度漂移+电源相关漂移） +频率分辨率
Frequency
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相位噪声
寄生FM 幅度 杂波
CW output
sub-harmonics
phase noise
non-harmonic spur
~65dBc
harmonic spur
~30dBc
0.5f0
f0
2f0
频率
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RBW 对频谱仪分辨率的影响
10 kHz RBW 3 dB
10 kHz
Frequency
参考文献:
Receiver test (AN1314)
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3U
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频率范围: 9 kHz 至 3 GHz
输出功率: -127dBm 至 13 dBm (可设置到 +20 dBm)
单边带相位噪声: < -95 dBc/Hz@20kHz
切换时间: < 10 ms
调制: 调幅,调频,调相,脉冲调制
3U
IQ 调制: 40 MHz 带宽
信号源基础培训
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信号源合成信号
连续波信号(CW)
– 生成单一频率正弦波信号
扫描信号
– 在指定频率幅度范围内产生扫频信号
调制信号
– 模拟调制信号：调频，调幅，调相，脉冲调制 – 数字调制信号：QAM, QPSK.. – 标准制式信号：GSM, WCDMA…
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相位噪声的来源
理想CW 信号
V(t) = A osin 2 of t
Where A o= nominal amplitude f o= nominal frequency
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频谱分析仪组成
----中频滤波器
中频滤波器
输入信号频率分布
中频滤波器带宽
(RBW)
频谱分析仪显示
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频谱分析仪组成
-------检波器 检波器
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连续波信号合成
Voltage Voltage
Oscilloscop
e 时域测量
Time
Frequency
Spectrum Analyzer 频域测量
射频
频率精度:
主要有本振精度决定
频率变化速度: 频率切换所需时间
老化率
Standard <1ppm/yr.
High Stability (1E5) <0.1ppm/yr.
温度漂移 (0-55deg C) <1ppm, typical
<0.005ppm, typical
电源相关漂移
<0.1ppm(+5%,-10%), typical
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信号源应用于接收机测试
带内工作信号(调 制)
-测试接收机灵敏度
带外信号
(调制,单音,多音)
-测试接收机抗干扰性
source output
IF signal
DUT
带内信号幅度精度 IF Rejection Curve
Level (dBm)
带外信号的杂波性能,相位噪声 性能的影响
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信号源应用于放大器三阶交调测试
f1 f2
f1
DUT
output RF
isolator
f2
被测件交调失真成份 信号源输出杂波
fL = 2f1 - f2
fU = 2f2 - f1
frequency
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6.5英寸液晶彩色显示屏
多语言用户界面
USB接口
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频谱分析仪基础培训
一、信号分析的方法
时域分析
时变参数、时间选择分析
频域分析
宽频带信号搜索 邻道和带外杂散 各种功率参数 噪声分析
调制域分析
调制参数和调制精度
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频谱分析仪基础培训
二、频谱仪的结构和性能对干扰信号分析的影响
1、频谱分析仪的结构原理
FFT(快速傅立叶变换)
扫频频谱仪
并行滤波器组处理
微波
3-6来自百度文库GHz
毫米 波
20-30 GHz
300 GHz
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连续波信号指标
…频率指标
频率范围: 信号源输出频率范围 频率分辨率: 信号源输出频率最小步进.
幅度
"bins "
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常用检波器的选择 1. 测量CW信号，Positive Peak 检波器 2. 测量噪声或者宽带信号功率，Average 或者
Sample检波器 3. 同时测量CW信号并观察噪声特性，Normal 检波器
A
full spectral display
滤波器扫描测试
A
LCD shows full spectral display
f1 f2
f
f1
f2
f
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FFT 与 扫频频谱仪比较
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频谱分析仪基础培训
三、频谱分析仪的性能指标
频率
工作频率范围 频率分辨率 (分辨频率间隔信号能力)
幅度
饱和电平 (测量大信号能力) 测量动态范围 灵敏度 (测量小信号能力)
How accurate is this number?
Voltage
What is Pmin out?
Frequency
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CW 信号质量评估
…频谱纯度
-125 dBc/Hz 1k
10k
100k
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信号源典型应用
系统本振
– 相位噪声 – 频率精度
器件(放大器)失真测试
– 杂散 – 三阶互调
接收机测试
– 灵敏度测试 – 抗干扰测试
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RBW 是中频滤波器 3dB 带宽
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
3 dB
60 dB
60 dB BW 滤波器矩形系数 = 60 dB BW 3 dB BW
3 dB BW
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(t)
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相位噪声指标的定义
CW output measured as
dBc/Hz
VNrms fm
rms
VSignal
frequency
fo
TRACE A:
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信号源作为系统本振
IF signal
DUT
transmitter output
本振频率精度决定 发射机频率精度
本振相位噪声会影响相邻通道信号
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