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如何进一步提高频谱分析仪幅度测量准确度

时间:2024-09-20 16:41:51

一粑颇岔鲷、优化幅度测量准确度的方法

1.测量前先愉桴狁焕进行自动校准

现在的频谱分析仪都有自校程序,这些自校程序能生成误差系数(例如,分辨带宽不同引起的幅度变化),频谱分析仪能利用误差系数修正测量数据。因此,对频谱分析仪实施自校可得到精确的幅度测量,并能在测量过程中自由地改变控制参数。

2.尽量不改变频谱分析仪的参数设置

读取频谱分析仪的测量数据之前,首先应分析是否存在某些不需要调节的参数,在不必调节的情况下,尽量不要改变频谱分析仪的参数设置,否则会增加参数改变时所带来的误差。举例来说,如果输入衰减器设置、分辨带宽和显示标度在测量过程中都没有发生变化,则与改变这些参数相关的所有不确定度都可以忽略。而要想得到最佳的准确度,测量中各参数的设置必须与校准时的参数状态一致。

3.用参考电平代替刻度保真不确定度

参考电平(中频增益)的不确定度通常比刻度保真不确定度小,因此,对于相对幅度测量,可利用参考电平将被测信号控制在同一垂直刻度位置,这样可以消除刻度保真不确定度的影响。首先采用参考电平控制将第一个被测信号置于某参考幅度上,再利用标记功能读出此值;然后调节参考电平,再将第二个被测信号置于同样的参考幅度,这样,通过计算两个参考电平所设数值的差,就可知道相对幅度测量结果。采用此种方法,测量结果准确度会提高。

4.必要的幅度修正

对频谱分析仪进行幅度修正可提高幅度测量准确度。有些频谱分析仪带有内置的幅度修正程序,可将逐点的频率响应特征数据存储在表单中,并自动将其应用到测量数据中,对显示数据进行修正。利用一台带有幅度修正程序的频谱分析仪、一台信号源及功率计,就可对信号中存在的由被测件和频谱分析仪之间的电缆和转接头引起的误差进行修正。

5.提高频谱分析仪的灵敏度

(1)对输入衰减器进行适当的设置

通过对频谱分析仪衰减器的实验,可以得出以下结论:在一定条件下,衰减器衰减量每增加l0dB,频谱分析仪显示噪声电平提高l0dB。因此,要提高频谱分析仪的灵敏度需将衰减设置得尽可能小,以降低噪声电平的值,使信号不被噪声淹没。

(2)分辨力带宽

在一定条件下,分辨力带宽每增加10倍,频谱分析仪显示噪声电平提高10倍。因此,提高频谱分析仪的灵敏度需将分辨力带宽设置得尽可能小,以降低噪声电平的值,使信号不被噪声淹没。

(3)视频带宽设置

VBW反映的是频谱分析仪接收机中位于包络检波器之后的视颇滤波器的带宽。改变VBW的设置,可以减小噪声峰值的变化量,提高较低信噪比信号测量的分辨力和复现率,更容易发现隐藏在噪声中的小信号:在其他设置不改变的情况下,减小VBW,频谱仪扫描时间会增加,其测试曲线更加光滑。

总之,对于低电平信号的测量,通过选择小的分辨带宽可以改善频谱分析仪的灵敏度。另外,也可选择小的视频带宽及进行多次视频平均来帮助观察处于或接近噪声电平附近的信号,从而得到更准确的幅度测量结果。

用幅度修正功能改进幅度测量

幅度修正功能用于改善测量系统的幅度准确度。系统响应的平坦度常常因许多因素,包括电缆损耗和适配器损耗而变坏。另一些系统幅度误差,如中频增益不确定度、分辨力带宽转换不确定度和衰减器转换不确定度也能加以修正。这些系统效应可以利用幅度修正功能从显示的测量结果中进行修正,将成对的频率/幅度修正点输入频谱分析仪。启动幅度修正功能可利用这些成对的修正点对测量数据进行实时修正。这个实时修正在频谱仪的频率和幅度参数改变时将得到更新。

用幅度修正功能进行测量:幅度修正功能可用来修正测量系统平坦度的变化。假定我们要对某个个人数字蜂窝系统(PDC)进行测量,PDC的频率范围为(1~1.6)GHz,在此频率范围内,频谱仪的频率响应波动应不大。幅度修正功能将用来修正这一波动及电缆损耗。可以用一个信号源和功率计来代替PDC信号并用系统电缆来布置测量。

减小失配

失配是影响幅度测量准确度的一个重要原因。通过将一个具有良好匹配性能的衰减器接到频谱分析仪的输入端,可减小失配不确定度。当频谱分析仪的输入衰减器被设置为0dB时,失配误差最太。因此,为将失配误差减至最小,应该尽可能地避免0dB衰减器设置。

当使用频谱分析仪对信号幅度进行测试时,如果能适当采用一些测量技术,则可以有效地减小幅度测量不确定度,同时能对被测信号进行更准确的分析。

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