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除了基礎(chǔ)頻譜測試，頻譜儀還有哪些標(biāo)配測試功能？

更新時(shí)間：2024-10-15 點(diǎn)擊次數(shù)：268

頻譜儀的基礎(chǔ)功能是顯示測試頻率范圍內(nèi)的功率譜，當(dāng)頻率范圍SPAN=0時(shí)顯示當(dāng)前測試頻率點(diǎn)的時(shí)域功率。除此之外，主流中高（）端頻譜儀還標(biāo)配一些分析功能，比如時(shí)域功率測試、信道功率測試、載噪比測試、占用帶寬測試、諧波測試、互調(diào)測試、頻率計(jì)功能、n-dB-down測試、噪聲測試、功率譜密度測試，以及統(tǒng)計(jì)分析功能。

這些標(biāo)配功能可大大簡化和優(yōu)化測試應(yīng)用，且無需另外付費(fèi)，測試工程師不能僅僅了解頻譜儀的基礎(chǔ)功能和購買的專用測試選件，還應(yīng)當(dāng)熟練掌握這些頻譜儀標(biāo)配的測試功能，本文簡述這些標(biāo)配擴(kuò)展功能的應(yīng)用。

【Channel power / ACPR】

信道功率和功率譜密度測試

應(yīng)用場景

調(diào)制信號(hào)的信道功率和鄰道功率測試，被測設(shè)備通常是發(fā)射機(jī)或射頻通道；

鄰道功率測試目的，主要是分析干擾和噪聲功率。

測試原理

對(duì)于同一個(gè)信號(hào)，信道功率的測試結(jié)果與功率計(jì)的連續(xù)平均功率測試結(jié)果一致；

使用RMS檢波器，在預(yù)設(shè)信道帶寬內(nèi)，測量信號(hào)功率并計(jì)算積分總功率，得到信道功率；

在預(yù)設(shè)鄰道帶寬內(nèi)，測量并顯示噪聲功率以及鄰道功率比ACPR；

噪聲功率可以歸一化到1Hz顯示，即噪聲功率密度dBm/Hz。

測試方法

設(shè)置頻譜儀，信號(hào)居中，激活信道功率測量功能；
如果信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)通信信號(hào)，頻譜儀中可選擇相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)設(shè)置，否則，RMS檢波器，設(shè)定信道和鄰道帶寬和保護(hù)間隔，設(shè)定SPAN顯示信道數(shù)目；
運(yùn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)置；
讀取發(fā)射信道功率值；
默認(rèn)鄰道功率比，可更改顯示鄰道噪聲功率或功率密度。

注意事項(xiàng)

不可使用峰值檢波，推薦選用RMS檢波器，用延長測試時(shí)間的方式獲取更穩(wěn)定的曲線；SPAN>信號(hào)帶寬。

【Marker - Noise】

噪聲功率/譜密度

應(yīng)用場景

測量寬帶噪聲譜某頻率的噪聲功率密度dBm/Hz，也可以顯示電壓和電流譜密度V/√Hz和A/√Hz等。

測試原理

在Marker標(biāo)記點(diǎn)處，根據(jù)RBW自動(dòng)計(jì)算并顯示該頻點(diǎn)功率密度；

頻率歸一化主要采取 -10lg(RBW) 算法，另需多點(diǎn)平均；

當(dāng)SPAN=0的時(shí)域測試時(shí)，整條trace曲線上的功率數(shù)據(jù)進(jìn)行平均和計(jì)算；

當(dāng)SPAN>0頻譜測試時(shí)，選擇標(biāo)記點(diǎn)左右多個(gè)測試點(diǎn)（如8點(diǎn)）數(shù)據(jù)進(jìn)行平均和計(jì)算

測試方法

打開Marker標(biāo)記功能中的噪聲測試模式，檢波器設(shè)置為RMS或SAMPLE，讀取噪聲功率或電壓譜密度。

注意事項(xiàng)

噪聲讀數(shù)起伏過大時(shí)，需要采取一定的穩(wěn)定手段，RMS檢波器采取延長掃描時(shí)間的手段，SAMPLE檢波器采取多次平均的手段；

噪聲功率密度計(jì)算中需要多點(diǎn)平均，因此Maker不可標(biāo)記在頻譜尖峰或臨近尖峰的位置。

【C/N和C/N0】

載噪比測試

應(yīng)用場景

用于射頻通道或器件的載噪比測試，例如放大器或射頻接收通道。

測試原理

測量C和N的功率及其功率比值；

信號(hào)C是CW單載波，N是規(guī)定帶寬內(nèi)總的噪聲功率，N0是歸一化到1Hz的噪聲功率密度。

測試方法

設(shè)置頻譜儀，將信號(hào)C屏幕居中；
激活C/N功能，自動(dòng)標(biāo)記C的頻率和功率（交叉線標(biāo)記）；
設(shè)定信道分析帶寬；
RMS檢波器，SPAN是信道帶寬的2~3倍，這個(gè)步驟可以Adjust setting 自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)置；
關(guān)閉輸入信號(hào)C（或?qū)⑵湟瞥鲂诺缼挘?/span>
讀取C/N和C/N0

【OBW】

占用帶寬測試

應(yīng)用場景

用于測試射頻信號(hào)占用帶寬。

測試原理

在SPAN之內(nèi)，積分計(jì)算總功率，按照預(yù)設(shè)功率百分比占比，計(jì)算相應(yīng)的信號(hào)帶寬。

測試方法

設(shè)置頻譜儀，將信號(hào)屏幕居中；
設(shè)置SPAN>信號(hào)帶寬，RBW<<信號(hào)帶寬;
RMS檢波器；
預(yù)設(shè)功率百分比占比，如99%；
讀取OBW，調(diào)整SPAN介于2*OBW和3*OBW之間
最終讀取OBW

【ndB-Down】

頻域或時(shí)域?qū)挾葴y試

應(yīng)用場景

測量帶寬或脈沖寬度。

測試原理

是Marker功能之一，首先Marker搜索信號(hào)峰值，并在曲線上峰值左右兩側(cè)各下降ndB的位置，標(biāo)定帶寬或脈寬。

測試方法

設(shè)置頻譜儀，將信號(hào)屏幕居中；
設(shè)置SPAN>信號(hào)帶寬;
設(shè)置ndB，例如3dB帶寬；
讀取帶寬或脈寬值

時(shí)域功率測試

應(yīng)用場景

信號(hào)功率的時(shí)域測試。

測試原理

在SPAN=0條件下測量信號(hào)功率，橫軸是時(shí)間，縱軸是功率。在固定頻點(diǎn)，測試信號(hào)包絡(luò)并顯示。

測試方法

設(shè)置頻譜儀，將信號(hào)屏幕居中；
設(shè)置SPAN=0，RBW>信號(hào)帶寬;
RMS或sample檢波器；
峰值功率讀取Peak;
平均功率讀取RMS

諧波測試

應(yīng)用場景

自動(dòng)搜索測試信號(hào)的諧波。

測試原理

首先自動(dòng)搜索信號(hào)，得到信號(hào)的頻率和功率值，然后自動(dòng)測量預(yù)設(shè)諧波次數(shù)的頻率處的諧波分量功率，計(jì)算功率差并顯示。

測試方法

進(jìn)入諧波測量模式
設(shè)置合適的諧波次數(shù)
設(shè)置合適的RBW
讀取諧波測量值

【TOI】

互調(diào)測試

應(yīng)用場景

自動(dòng)測試雙音信號(hào)的三階互調(diào)截點(diǎn)TOI。

測試方法

設(shè)置中心頻率和SPAN，使兩個(gè)輸入信號(hào)對(duì)稱居中，并完整顯示兩個(gè)相鄰的互調(diào)信號(hào)；
RBW<<頻率間隔；
進(jìn)入TOI測量模式并讀取TOI

頻率計(jì)功能

應(yīng)用場景

測量射頻信號(hào)的頻率。

測試方法

設(shè)置中心頻率和SPAN，使信號(hào)居中；
打開Marker功能，搜索峰值；
設(shè)置頻率分辨率；
頻率計(jì)數(shù)器模式，讀取頻率count值

【APD幅度概率分布】

測量時(shí)間（采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)）內(nèi)所有采樣點(diǎn)幅度的出現(xiàn)概率直方圖，橫軸是功率幅度(dBm)，縱軸概率（當(dāng)前幅度出現(xiàn)次數(shù)/總樣點(diǎn)數(shù)）。

設(shè)置參數(shù)：

幅度分辨率：直方圖線寬，分辨率內(nèi)的信號(hào)幅度相等，默認(rèn)0.1dB;
分析帶寬AnBW：大于信號(hào)帶寬;
測量時(shí)間Meas Time：通過samples設(shè)置，足夠多的樣點(diǎn)數(shù)獲得穩(wěn)定結(jié)果。

除了測試圖形以外的測試數(shù)據(jù)顯示：

平均功率
峰值功率
峰均比

【CCDF互補(bǔ)累積分布函數(shù)】

超過信號(hào)平均功率的某幅度電平出現(xiàn)概率，橫軸是相對(duì)功率電平門限，橫軸起點(diǎn)是0dB(對(duì)應(yīng)平均功率)，自定義幅度門限范圍，縱軸代表超過對(duì)應(yīng)橫軸門限電平的信號(hào)出現(xiàn)概率。

設(shè)置參數(shù)：

分析帶寬AnBW：大于信號(hào)帶寬;
測量時(shí)間Meas Time：通過samples設(shè)置，足夠多的樣點(diǎn)數(shù)獲得穩(wěn)定結(jié)果；
紅色曲線：代表當(dāng)前電平條件下理想高斯分布。

除了測試圖形以外的測試數(shù)據(jù)顯示：

平均功率
峰值功率
峰均比
10%，1%，0.1%，0.01%四個(gè)概率對(duì)應(yīng)的幅度電平

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除了基礎(chǔ)頻譜測試，頻譜儀還有哪些標(biāo)配測試功能？