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邁昂科技
測(cè)試與測(cè)量儀器專家
電學(xué)文章
頻譜儀功率壓縮點(diǎn)的校準(zhǔn)方法的基本原理和方法步驟

發(fā)布時(shí)間: 2021-11-24   瀏覽次數(shù):   作者:邁昂科技

     頻譜儀的指標(biāo)中,1dB壓縮點(diǎn)指標(biāo)是比較關(guān)鍵的指標(biāo),一部分頻譜儀指標(biāo)手冊(cè)中給出相關(guān)指標(biāo)時(shí),備注的測(cè)試方法是雙音(twotones)。在頻譜儀的計(jì)量校準(zhǔn)校準(zhǔn)規(guī)范中,壓縮點(diǎn)的測(cè)量方法,很多的情況不適用于,本論文詳細(xì)解釋頻譜儀功率壓縮點(diǎn)的校準(zhǔn)方法基本原理和操作步驟。


什么是頻譜儀的1dB壓縮點(diǎn)?

內(nèi)置衰減器置為0的條件下,頻譜儀的信號(hào)功率測(cè)量值,隨著輸入信號(hào)的增加而線性增加;當(dāng)輸入信號(hào)的功率增加到一定電平時(shí),頻譜儀射頻通道進(jìn)入非線性區(qū),頻譜儀測(cè)量值會(huì)低于輸入電平;測(cè)量值低于實(shí)際值1dB時(shí)的實(shí)際輸入功率值是頻譜儀的1dB壓縮點(diǎn)。


為什么測(cè)量1dB壓縮點(diǎn)要使用雙音?
所謂雙音是指頻譜儀輸入信號(hào)包含兩個(gè)頻率分量。
功率壓縮點(diǎn)是考核頻譜儀第一級(jí)混頻器的指標(biāo),評(píng)估時(shí)內(nèi)部衰減器要求設(shè)為0;

衰減器設(shè)為0時(shí),頻譜儀參考電平設(shè)置范圍≤0dBm,頻譜儀壓縮點(diǎn)指標(biāo)大于0dBm的情況下,輸入信號(hào)功率超出參考電平會(huì)過載,因此采用雙音法,避免過載的同時(shí),測(cè)得較高功率壓縮點(diǎn)。


Q
雙音法的基本原理

雙音法壓縮點(diǎn)測(cè)量基本原理,就是輸入信號(hào)兩個(gè)頻率分量,帶內(nèi)較小信號(hào)輸入電平恒定,用來監(jiān)測(cè)電平變化量,帶外信號(hào)的功率增長時(shí),會(huì)造成頻譜儀測(cè)量功率壓縮,而且在它超出參考電平時(shí)不會(huì)過載;


特別注意這兩個(gè)分量f和f+Δf頻率的頻率間隔,要求大于頻譜儀第1級(jí)中頻濾波器的帶寬,Δf>IFBW1,如果在帶寬內(nèi)的信號(hào)功率超出參考電平設(shè)置值,會(huì)造成中頻過載,目前常用高端頻譜儀如R&SFSW的1中頻帶寬>500MHz;


頻譜儀中心頻率輸入較低功率信號(hào),另一個(gè)信號(hào)是頻率超出1中頻濾波器帶寬的帶外信號(hào),通過增大帶外信號(hào)的功率觀察中心頻點(diǎn)信號(hào)測(cè)量值的下降,當(dāng)測(cè)試值下降到1dB時(shí),帶外信號(hào)的功率值就是1dB壓縮點(diǎn)。


頻譜儀1dB壓縮點(diǎn)測(cè)量方法步驟
信號(hào)源SG1的頻率f0;
信號(hào)源SG2的頻率f0+Δf,Δf>500MHz;
兩個(gè)信號(hào)源SG1和SG2通過合路器,連接功率計(jì)進(jìn)行功率校準(zhǔn);
打開SG1輸出并關(guān)閉SG2,使頻率f0信號(hào)的功率計(jì)讀數(shù)P0=-30dBm左右;
打開SG2輸出并關(guān)閉SG1,使頻率f0+Δf信號(hào)的功率計(jì)讀數(shù)P1<(頻譜儀1dB壓縮點(diǎn)指標(biāo))-10dB,并記錄P1以及信號(hào)源SG2功率設(shè)置值Ps2;
頻譜儀內(nèi)部衰減器設(shè)為0;
頻譜儀中心頻率設(shè)為f0,SPAN≈10MHz,參考電平0dBm;
頻譜儀屏幕上信號(hào)峰值,記錄為Maker參考,并打開ΔMaker,監(jiān)測(cè)電平變化量ΔL,初始值ΔL=0;
逐步增大SG2的輸出功率直到ΔL=-1dB,記錄此時(shí)SG2的功率設(shè)置值Ps2';
獲得頻譜儀1dB壓縮點(diǎn)P1dB=(Ps2'-Ps2)+P1;
如果增大SG2的輸出功率直到SG2的最大功率輸出Ps2max,如果始終ΔL>-1dB,P1dB=(Ps2max-Ps2)+P1.


測(cè)試位置需注意:
信號(hào)源SG2的輸出功率指標(biāo)要求:大于被檢頻譜儀1dB壓縮點(diǎn)指標(biāo)+10dB,10dB余量是考慮合路器和線纜損耗,可以根據(jù)實(shí)際損耗降低要求。
頻率間隔Δf,根據(jù)被檢頻譜儀的1中頻濾波器帶寬設(shè)置。
頻譜儀工作在>8GHz(根據(jù)被檢頻譜儀指標(biāo)手冊(cè))的微波頻段時(shí),射頻前端的預(yù)選濾波器是帶寬較窄的YIG濾波器,在測(cè)量中需要關(guān)閉YIG濾波器。

 
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