射频测试仪器技术培训教材课件.ppt

1、射频测试技术2014.05.06主要内容常用射频仪器介绍使用注意事项基本使用操作部分射频指标测量射频测试仪器介绍按功能分为以下几大类：1、信号源系列 2、频谱仪系列 3、网络分析仪系列 射频测试仪器介绍HP8648C信号源介绍（10多万）输出频率：300KHz1GHz 输出幅度：13020dBm 输出信号类型：AM、FM、TONE 用途：可用于需要单音信号的场合，如作为FS的参考输入射频测试仪器介绍 E4432B信号源信号源E4432A/BE4432A/B介绍（30万）E4432系列信号源主要用来产生单载波、3载波、4载波CDMA信号（Pilot、9CH、32CH、64CH），可用于放大器、基

2、站等设备的测试，是一种常用的射频仪表射频测试仪器介绍E4432信号源射频测试仪器介绍 E4432BE4432B信号源250 kHz 至 3 GHz 频率范围 RF 调制带宽达 35 MHz 可选的双任意波形发生器和/或实时 I/Q 基带发生器 40 MHz 采样率和 14-bit I/Q 分辨率 射频测试仪器介绍 E4432BE4432B信号源定制数字调制(FSK,MSK,PSK,QAM),AM,FM,相位调制,脉冲调制,步进/表格扫描(频率和功率)E443xB Signal Studio 专用软件(Bluetooth,1xEV-DO)E443xB 专用固件(3GPP W-CDMA,cdma2

3、000,IS-95-A,GSM/EDGE)可以通过GPIB 和 RS-232 监控 射频测试仪器介绍按功能分为以下几大类：1、信号源系列 2、频谱仪系列 3、网络分析仪系列 射频测试仪器介绍常用的频谱分析仪有以下几种：E4406发射机测试仪 E4402频谱分析仪 HP8561/HP8562/HP8563频 谱分析仪 射频测试仪器介绍E4406发射机测试仪（35万）主要特性：信道功率信道功率 调制精度调制精度(rho)(rho)（波形质量）（波形质量）码域功率码域功率(仅限仅限BTS)BTS)寄生辐射寄生辐射(近载波寄生辐射近载波寄生辐射)邻道功率比邻道功率比(ACPR)(ACPR)可通过可通过

4、GP-IBGP-IB接口监控接口监控是测试放大器和其他设备的常用仪器是测试放大器和其他设备的常用仪器（E4406E4406又被称为矢量信号分析仪又被称为矢量信号分析仪）射频测试仪器介绍E4402频谱分析仪（频谱分析仪（24万万）工作频率：30Hz3GHz 射频输入端阻抗：50欧 输入幅度极限值：+30dBm 可以通过GPIB 和 RS-232 监控 可用于测试三阶互调、通道功率、ACPR等指标，但主要用于测试信号的频谱特性。射频测试仪器介绍E4402频谱仪射频测试仪器介绍HP8561/2/3频谱分析仪（频谱分析仪（30万万）工作频率：30Hz 6.5GHz 快数字分辨率带宽：1,3,10,30

5、 和 100 Hz 可以通过GPIB 接口监控 适用于数字无线电和相噪测量的测适用于数字无线电和相噪测量的测量邻道功率，信道功率，载波功率量邻道功率，信道功率，载波功率。射频测试仪器介绍HP856X系列频谱分析仪射频测试仪器介绍按功能分为以下几大类：1、信号源系列 2、频谱仪系列 3、网络分析仪系列 射频测试仪器介绍常用的网络分析仪：E8714ET/ES网络分析仪 E8753网络分析仪 射频测试仪器介绍E8714ET网络分析仪（15万）100 dB 动态范围 实时扫描速度（40 ms/扫描）集成的S-参数测试装置 具有1Hz分辨率的合成源 标准 LAN 接口 标准的内部 Agilent Ins

6、trument BASIC(IBASIC)标准的 2,6 和 12 端口切换测试装置 仪器使用注意事项测试仪器选择 根据测试任务选择合适的测试仪表很重要，为确保测试精度，应从测试仪表的输出、输入、动态特性结合被测试件的指标确定测试仪器和附件，如衰减器、隔离器等等。仪表供电电源确认 大多数测试仪器供电具有AC110V和AC220V，上电前务必检查并确认电源选择开关拨至AC220一边。检查仪表接地是否良好 ！为确保仪器使用安全和测试者人身安全，上电前必须检查仪器接地是否良好，确保不会因仪器漏电而损坏仪器或危及人身安全。仪器使用注意事项正确设置测试仪器 正确设置仪器的各种档位，以保证测试准确性和仪器

7、的安全，通常主要需关注被测件的输入、输出电平，使得被测件输入电平不要超过其最大要求值，根据被测件输出功率大小设置频谱仪的内部衰减，对一些功率较大的设备还应外接衰减器以确保仪器安全。正确校准仪器 正确校准仪器是保证测试准确度的关键，用信 号源和频谱仪校准电缆损耗时，推荐信号源输出电平为0dBm，用网络分析仪测试无源器件时推荐网络分析仪输出功率为0dBm。但要注意射频仪器上电后需预热至少5分钟后再行校准。仪器使用注意事项正确连接测试仪器 被测件与仪器连接时，要求先连接被测件输出端，尤其对于大功率设备；对于测试双向信号传输的设备，当其输出功率较大时，要求在信号源输出端连接隔离器，在频谱仪或网络分析仪

8、输入端连接衰减器。规范操作流程 首先关断信号源输出；测试时必须先给被测件加电，然后再连接测试仪表；测试完毕，要拆卸连接时应先关断信号源输出，卸下电缆，关断电源基本使用操作 E4432B屏幕菜单操作按键频率和幅度选择按键功能按键框频率和幅度调节轮频率和幅度增减RFRF输出开关调制开关RFRF输出数字按键电源开关基本使用操作 E4432B上电预热 按 I 键（ON键打开电源键）。接通信号发生器的电源，等待完成预热和内部检查过程；预热5分钟。信号源初始化 频率：3GHz 输出功率：135dBm 输出信号类型：单音 RF输出状态：关 基本使用操作 E4432B设置频率 A）按Frequency键，再按

9、数字键输入所需频率数值，在二级按键栏选择单位完成信号源输出频率设置。B）按Frequency键，旋转频率转轮增减频率。C）按Frequency键，再按增、减按键到目标值。频率增量在按Incr Set键，再按数字键和单位键，设置频率增量。常用信号类型设置 按MODE按键进入信号类型选择菜单，我们常用的CDMA Format和Multitone（多单音信号）格式信号。根据仪器配置情况，CDMA信号又分为IS95和WCDMA信号（但我们目前用到的4432没有硬件配置）。基本使用操作 E4432B设置IS95A信号特性 按照顺序操作Mode、CDMA Format、IS95A按键进入CDMA信号特性设

10、置菜单，可以进行如下设置：CDMA on/off 选择，On表示CDMA信号。Multicarrier 选择单载波或三载波CDMA信号 Setup Select 选择pilot（导频）、9CH、32CH、64CH CDMA 信号。AM、FM信号设置 略。基本使用操作 E4406A电源开关下重按键软驱数字按键输入端口系统功能按键频率、幅度、扫描、测量选择按键E4406A基本使用操作 E4406A上电预热 按下电源开关，接通发射机测试仪电源，等待完成预热和内部检查过程；预热5分钟。设定工作模式 按ModeMode键，屏幕出现子菜单（Service Service、Gsm Gsm、CdmaoneCd

11、maone等）。选择相应的子菜单（通常我们选cdmaonecdmaone），使其点亮激活。设定工作频率 当工作模式选定后，压按Frequency键，在数字按键键入所需频率，根据屏幕提示信息，压下重相应按键，便可设置工作频率。基本使用操作 E4406A内部衰减量设置 按ModeSetup键，屏幕出现子菜单，选择子菜单中的Input，再选择Input Atter，按数字键，输入要设置的衰减量数据，或将内部衰减量设置为自动。外部衰减量设置 为了读数方便，一般需设置外部衰减量，按ModeSetup键，屏幕出现子菜单，选择子菜单中的input，再选择Ext Atter，选择Base，按数字键，输入要设置

12、的衰减量数据。基本使用操作 E4406A测量功能选择 按Measure键，屏幕出现子菜单，其所测试的功能如下：Channel Power选中通道功率测量 Mod Accuracy 选中波形质量测量 Code Domain 选中码域特性 ACPR 测量邻道功率抑制基本使用操作 E4406ALAN功能配置 按SYSTEM按键，选择Config I/O,输入仪器的IP地址，用户名称，然后可以ftp:/XXX访问仪器。储存功能配置 按PrintSetup按键，分别配置是打印到文件或打印到打印机、文件类型、文件储存路径（A:or C:)。其他设置 按MeasSetup按键，可以设置平均功能及平均 次 数

13、，还 可 设 置 分 析 带 宽；按AMPLITUDE按键选择分度值。基本使用操作 8714ET电源开关下层按键RF INRF Out数字按键窗口软盘驱动器电源开关基本使用操作 8714ET仪器上电 打开电源开关，仪器开始启动并自检，仪器回到上次设置的状态。扫描频率范围设置 在8714ET的功能按键中，按FREQ键，屏幕显示出频率设置菜单，可以通过Start、Stop或CenterSpan来设置扫描频率范围。扫描输出功率设置 在8714ET的功能按键中，按POWER键，接着输入所需的扫描信号输出功率，8714ET输出功率设置范围为10至20dBm。基本使用操作 8714ET扫描时间设置 扫描时

14、间是指从最低频率扫描最高频率的时间，可以按8714ET的功能键Sweep设置。分度值和参考电平设置 按SCALE键，按照屏幕提示，按Scale/Div设置分度值；按Reference Level键，再通过上、下键或数字键设置参考电平；按Autoscale键，可得到最佳的分度值和参考电平。基本使用操作 8714ET频标点设置 按Marker键，根据屏幕提示设置所需的频标点，最多可以设8个频标点。Display按键常用功能 按键Data-Mem可将频标点的数值归零以方便读数。Data/Mem按键用于通常的测试。平均功能选取 通常测试时为方便读数，仪器上具有平均（Avg）功能，可通过按键AVG实现平

15、均功能的启动和关闭，以及采样次数。基本使用操作 8714ETFORMAT按键常用功能 按下FORMAT按键，屏幕上出现二级菜单，每次只能选中一个，其功能如下：Log Mag键可选中测量单位为dB；Lin Mag键选中测量单位为线性单位；SWR按键选中驻波比测量；Delay按键选中被测件的传输延迟；MEAR1和MEAR2按键 对于8714ET而言，MEAR1按键选择用于测量传输；MEAR2按键用于选择测量驻波比。详情请参考屏幕提示。基本使用操作 8714ET校准（CAL）功能 校准分传输和反射的校准，简述如下：在测试传输状态下，连接好待校准的电缆和衰减器，按CAL按键，按照屏幕提示选择Respo

16、nse按键，再按Measure Standard完成传输的校准。PRESET功能 按PRESET按键可使仪表恢复到初始状态。基本使用操作 8714ET状态保存功能 按下SAVE/RECALL按键，可存贮或读出仪器的校准和设置状态，操作可参考仪表提示。测量图形的存贮 8714ET可将测试图形存在3.5吋软盘上，操作如下：按键，再按Select Port键选择存贮文件的路径和端口，退回上一级菜单，按Start键即可完成。基本使用操作 8714ET8714ET与电脑的连接 电脑可以通过局域网或HPIB（GPIB）接口实时监控8714ET，并可将测试图形存贮在电脑里。采用HPIB方式时电脑中需安装HP

17、IB卡和相关的软件；采用LAN方式时需设置8714ET的IP地址及其他内容，过程如下：按SYSTEM OPTIONS键，选择LAN，选择LAN Port Setup进行端口设置，需要设置8714ET的IP地址、网关IP地址、子网掩码，连上网线，你就可以用浏览器打开你的网络分析仪了。射频指标测量 增益测量放大器增益的概念 放大器增益（G）10lg （dB）PoutPin（功率单位为dBm）应注意的是：测试时仪器读得的数据应考虑仪器与被测件之间连接电缆的损耗。AMPPoutPinPoutPin射频指标测量 增益测量放大器增益的测试思想 测试放大器增益通常有两种方案：采用网络分析仪 采用信号发射器频

18、谱分析仪 AMP网络分析仪衰减器（可选）电缆L2衰减器（可选）电缆L3电缆L1电缆L4 AMP信号源频谱仪电缆L1电缆L2衰减器（可选）电缆L3射频指标测量 增益测量放大器增益的实际测试 采用网络分析仪方案测试增益，我们在进行传输校准时需将电缆L1、L2、L3、L4和衰减器的衰减量计算，而得到0基准，连接到放大器即可从屏幕上读出增益。采用信号源频谱仪方案时，可以设信号源输出为0dBm单音信号，改变频谱仪的外部衰减（E4406）或参考电平偏移（4402），直至频谱仪显示的功率为0dBm，测试时只需用频谱仪读得的功率减去信号源的输出功率，即得增益。射频指标测量 输出功率测量放大器输出功率的测量思想

19、 放大器输出功率是放大器的一个重要指标，要准确的测得放大器输出功率，需选择合适得仪表，对于CDMA信号，测量输出功率最有效的仪表是功率计，其次是发射机测试仪（E4406A），当然普通的频谱仪也可用于测量功率，但效果不如前边的两款仪器。测试连接图见放大器增益测试。射频指标测量 输出功率测量放大器输出功率的实际测量 测量时，频谱仪上读出的功率是放大器的输出经过衰减器及电缆L1、L2的衰减后的功率，那么放大器输出端口的输出功率为：频谱仪读数衰减器衰减量电缆L1的衰减电缆L2的衰减，通常我们将上式的后四项的和，设置为频谱仪的外部衰减（也有人形象地将此设置成为“预埋”），如此设置后，频谱仪上读得的数值即

20、为放大器输出功率。射频指标测量 输出功率测量通道功率CDMA信号通道功率测量图形射频指标测量 ACPR测量ACPR的基本概念 ACPR是 Adjacent channel power rejection，邻道功率抗拒，它代表了放大器频谱纯度和线性性能，是CDMA系统中的一个非常重要的指标。导致ACPR指标下降的原因主要是三阶、五阶互调，参考下图：射频指标测量 ACPR测量ACPR的测量思想 ACPR指标测量方案有两种：用发射机测试仪（E4406A）直接读取。用频谱仪（E4402或E8561）读数，再经过计算得到ACPR，计算公式如下：ACPR(dBc)=P1(30KHz)P2(30KHz)10

21、lg P1(30KHz)P2(30KHz)16123030射频指标测量 ACPR测量通道功率ACPRACPR波形测量频谱分析码域测量信号质量通道功率用E4406测试ACPR的图形射频指标测量 三阶互调测量三阶互调基本概念 在放大器输入端加两个单音信号，由于放大器的非线性便会产生互调失真，如下图 三阶互调可以用绝对值和相对值的方法来表示，分别缩写为IM3和IMD3。射频指标测量 三阶互调测量三阶互调测量方法 三阶互调测试优选仪器为：信号源E4432，频谱仪E4402。AMP信号源频谱仪电缆L1电缆L2衰减器（可选）电缆L3 设置频谱仪（E4402B）的中心频率为放大器中心频率，将Span 设置为

22、5MHz，BW菜单中，设置RBW为30KHz,VBW为300KHz。设置信号源输出双音，双音频率间隔为1.23MHz，调节幅度使放大器输出到额定输出，在频谱仪上读出互调分量。射频指标测量 驻波比测量驻波比的描述 射频部件中必然要遇到输入、输出驻波比的指标，当阻抗不匹配时会形成信号的反射，驻波比是衡量反射程度的一个指标，表明能量是否可以有效的传递，尤其对于大功率器件，驻波的危害更为严重，比如大功率放大器输出端都接有隔离器，预防反射信号损害放大管。设计时要最大限度地降低端口及器件之间的驻波比，驻波比最小值为 1。射频指标测量 驻波比测量驻波比的测量 测试仪器可用网络分析仪E8714ET或E8753

23、 AMP网络分析仪50欧负载 根据放大器的工作频带设置正确的工作频率，依据最大输入信号，设置网络分析仪的输出电平。校准网络分析仪。直接读出驻波比或传输延迟。当测量输入驻波时，输出端应接当测量输入驻波时，输出端应接5050欧姆匹配负载；欧姆匹配负载；当测量输出驻波时，输入端应接当测量输出驻波时，输入端应接5050欧姆匹配负载。欧姆匹配负载。射频指标测量 驻波比测量驻波比测量图形起始频率停止频率驻波比射频指标测量 带内平坦度测量带内平坦度的定义 通常我们把放大器工作频带内，增益的波动称为带内平坦度，其值等于（最大增益减去最小增益）除以二。带内平坦度优选测试仪器为网络分析仪E8714或E8753；也可用信号源频谱仪来逐点测量得出。射频指标测量 带内平坦度测量带内平坦度的测量注意事项 测量时应确保合理的放大器输入信号，避免放大器进入非线性区域。对网络分析仪进行传输测量校准。从仪器屏幕上读出带内平坦度，需要时可将波形存到软盘中或通过以太网存到某个电脑的硬盘里。以下是一个实测的图形 射频指标测量 带内平坦度测量用网络分析仪测量带内平坦度图形谢谢！