频谱仪及其在高频实验中的的应用课件.pptx
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- 频谱仪 及其 高频 实验 中的 应用 课件
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1、信号分析的两种手段示波器频谱仪时域分析:信号周期相位分析边沿测试峰值电压多信号比对频域分析:信号频率谐波分量信号功率寄生、交调信号边带信号分析的两种手段示波器频谱仪 频谱分析仪频谱分析仪VS示波器示波器 更高的灵敏度:1mV VS 0.01uV 对于信号失真更容易测试 更高的动态范围(同时能测的最大、最小信号)更宽的测量频率范围频谱仪基本原理和指标频谱仪基本原理和指标目录频谱仪基础知识频谱仪基本原理频谱仪主要指标目录频谱仪基础知识频谱仪基本原理频谱仪主要指标内容 3:频谱仪基本使用频谱仪基本使用 1:频谱基本概念频谱基本概念频谱仪基础知识 2:频谱仪概论频谱仪概论内容 3:频谱仪基本使用频谱仪
2、基本使用 1:频谱基本概念频谱基本概念频谱仪基础知识 2:频谱仪概论频谱仪概论按sweep起始频率 10MHZRBW带宽设置为10K本振的作用:以一定的步进完成当前设置的扫宽内频率点的扫描,从而得到当前频段的谱图。VBW 视频带宽 30Hz(抑制毛刺、底噪)频谱仪面板熟悉光标测量功能区按output 输出将系统恢复到出厂默认状态或用户自定义状态。按下Peak按键会立即执行一次峰值搜索。在调制系统中,为了保证系统工作正常,信号被正确的发送(有效性),需要对调制质量(可靠性)进行测量。按output 输出误差矢量幅度(EVM),IQ不平衡(IQ imbalance),相位误差(phase erro
3、r versus time)改变扫频等参数设置后屏幕状态发生了哪些变化CH2 垂直 1vdiv这意味着,对于正弦波输入,输出也是或许有不同幅度和相位的正弦波。调制深度,边带功率,载波功率,调制效率,占用带宽将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号2、按“Storage”键,在“浏览器”的“目录”里选择Folder为“E”盘(U盘);信号各频率成份的幅度;按sine幅值 400mvpp选择“差值”后,迹线上将出现一对光标:参考光标(以光标号和字母“R”标识,如“1R”)和差值光标(以光标号标识,如“1”)。频谱的基本概念AmplitudeFrequency2 MHz2 MHz频域 描述信号在频
4、率方面特性时用到的一种坐标系频谱的基本概念频谱 频率的分布曲线,复杂振荡分解为振幅不同和频率不同的谐振荡,这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫做频谱。TipsTips:从频谱上可以直接获取的信息:从频谱上可以直接获取的信息:1.1.信号包含的频率成份;信号包含的频率成份;2.2.信号各频率成信号各频率成份份的幅度;的幅度;通过观察信号的频谱,可以帮我们找出产生该信号的设备的问题或者特性。发射机发射机DUTSpectrumAnalyzerSpectrumAnalyzerSpectrumAnalyzer频谱的用途频谱的基本概频谱的基本概念内容 3:频谱仪基本使用频谱仪基本使用 1:频谱基本概念频谱基
5、本概念频谱仪基础知识 2:频谱仪概论频谱仪概论频谱仪概论按应用领域分类航空国防up to 26GHz卫星雷达up to 8GHz通信手机up to 3GHz频谱仪概论按工作原理分类ADC扫频式频谱分析仪傅立叶式频谱分析仪为什么要调制?为什么要调制?调制的目的有以下三个:1.将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号2.改善系统的抗噪声性能3.实现信道的多路复用频谱仪概论用途什么是调制?什么是调制?调制与解调:调制:将各种基带信号转换成适于信道传输的调制信号(已调信号或频带信号);解调:在接收端将收到的频带信号还原成基带信号。调制测量有哪些项目?调制测量有哪些项目?模拟调制:调制深度,边带功率,
6、载波功率,调制效率,占用带宽数字调制:误差矢量幅度(EVM),IQ不平衡(IQ imbalance),相位误差(phase error versus time)频谱仪概论用途为什么要测量调制?为什么要测量调制?在调制系统中,为了保证系统工作正常,信号被正确的发送(有效性),需要对调制质量(可靠性)进行测量。什么是失真?什么是失真?电子系统中所使用的许多电路都认为是线形电路。这意味着,对于正弦波输入,输出也是或许有不同幅度和相位的正弦波。在时域中,用户指望看到与输入波形形状精确相同的输出波形。在频率中,我们指望看到输出应具有与输入相同的频率(且只有该频率)。由输入信号产生的任何其他频率都视为失真
7、。频谱仪概论用途内容 3:频谱仪基本使用频谱仪基本使用 1:频谱基本概念频谱基本概念频谱仪基础知识 2:频谱仪概论频谱仪概论 显示界面显示界面 dB和和dBm 对数幅度坐标对数幅度坐标 实操练习实操练习频谱仪基本使用频谱仪基本使用频谱仪基本使用这对小信号的测量是非常有效的,它可使读数更为稳定。频谱仪中,扫描信号在屏幕上用迹线表示。远东/米波,河北广电卫星地球站改变基本参数后屏幕状态发生了哪些变化在增益和损耗的计算时,乘法运算变成较方便的加法运算。频谱仪基本使用dB和dBm分贝(dB)是借助于功率比来定义的:频谱仪的初始设置 FreQ-中心频率调到11MHZ频谱仪面板熟悉功能键频谱仪面板熟悉功能
8、键改变基本参数后屏幕状态发生了哪些变化频谱仪面板熟悉基本参数设置区解调:在接收端将收到的频带信号还原成基带信号。按下Peak按键会立即执行一次峰值搜索。光标(Marker)是一个菱形的标记(如图所示),用于标记迹线上的点。选择“差值对”后,迹线上将出现一对光标:参考光标(以光标号和字母“R”标识,如“1R”)和差值光标(以光标号标识,如“1”)。更高的灵敏度:1mV VS 0.分贝常用于电子系统中增益和损耗的计算。调制与解调:设置电平偏移、最大混频和输入阻抗。测量“参考点”与“迹线上某一点”之间的差值:X(频率或时间)和Y(幅度)值。起始频率起始频率终止频率终止频率扫宽扫宽频谱仪基本使用显示界
9、面频谱仪基本使用显示界面 dB分贝(dB)是借助于功率比来定义的:A(dB)=10log(P1/P2)=20log(V2/V1)dBmP=10log(P/PREF)V=20log(V/VREF)频谱和网络测量最常用的功率参考值是1mW,结果用dBm表示。P(dBm)=10log(P/0.001)频谱仪基本使用dB和dBm 分贝的用途?分贝的用途?分贝用来以对数方式确定功率的比值和电压的比值。也可以通过适当的参考值来确定绝对值。分贝常用于电子系统中增益和损耗的计算。为什么要用为什么要用dB?1.对数方式压缩大范围变化的信号电平。2.在增益和损耗的计算时,乘法运算变成较方便的加法运算。频谱仪基本使
10、用dB和dBm使用对数幅度坐标的好处?使用对数幅度坐标的好处?在同样屏幕分辨率下,可以同时观察很大和很小的值。例如:1V信号和10uV信号都能出现在动态范围为100dB的显示器上,而用线性刻度则不可能以清晰的图形同时显示这两个信号。频谱仪基本使用对数幅度坐标目录频谱仪基础知识频谱仪基本原理频谱仪主要指标扫频式频谱仪基本原理DSA频谱仪基本原理ADCDSA频谱仪基本原理ADC信号时域图信号频域图1GHz100kHz载波为1GHzDSA频谱仪基本原理参数设置在前面板AMPT功能键中:选择“差值”后,迹线上将出现一对光标:参考光标(以光标号和字母“R”标识,如“1R”)和差值光标(以光标号标识,如“
11、1”)。分贝常用于电子系统中增益和损耗的计算。按sine幅值 400mvpp4、按左边“打印机”键(左边3个键的中间那个),弹出输入存储文件名(按数字键盘选择字母,按ENTER键确定);频谱仪概论按工作原理分类P=10log(P/PREF)将当前光标的值设置为频谱仪的其它系统参数(如中心频率、参考电平等)。在调制系统中,为了保证系统工作正常,信号被正确的发送(有效性),需要对调制质量(可靠性)进行测量。按sweep起始频率 10MHZ设置电平偏移、最大混频和输入阻抗。频谱仪在高频实验中的使用频谱仪面板熟悉基本参数设置区频谱仪面板熟悉功能键频谱仪:先找基频,再拓展扫宽电子系统中所使用的许多电路都
12、认为是线形电路。经过包络检波之后,时域上得到正弦信号包络。安全部门、考试现场本振的作用:以一定的步进完成当前设置的扫宽内频率点的扫描,从而得到当前频段的谱图。终止频率 12MHZ通过光标可以读出迹线上各点的幅度、频率或扫描的时间点。在同样屏幕分辨率下,可以同时观从频谱上可以直接获取的信息:射频器件制造商、用户选择“差值对”后,迹线上将出现一对光标:参考光标(以光标号和字母“R”标识,如“1R”)和差值光标(以光标号标识,如“1”)。形同时显示这两个信号。光标(Marker)是一个菱形的标记(如图所示),用于标记迹线上的点。设置参考电平、射频衰减器、刻度、Y轴单位等参数。改变基本参数后屏幕状态发
13、生了哪些变化频谱仪基本使用对数幅度坐标up to 26GHz数字移动通信领域,例如TDMA,CDMA等经过包络检波之后,时域上得到正弦信号包络。电视台、卫星接收设备制造分贝用来以对数方式确定功率的比值和电压的比值。频谱仪在高频实验中的使用设置从跟踪源接口输出的信号参数频谱仪基本使用dB和dBm3:频谱仪基本使用改变扫频等参数设置后屏幕状态发生了哪些变化设置光标的特殊功能,如噪声光标、N dB带宽的测量、频率计数器。在同样屏幕分辨率下,可以同时观选择“跨度对”后,迹线上将出现一对光标:参考光标(以光标号和字母“R”标识,如“1R”)和差值光标(以光标号标识,如“1”)。DSA频谱仪基本原理ADC
14、经混频和滤波后,仍为调幅信号,但频率已改变。25MHz100kHz载波变为25MHzADC经ADC采样变为数字信号DSA频谱仪基本原理ADCRBW将带外的频率成分滤除。RBW带宽设置为10K25MHz100kHzDSA频谱仪基本原理DSA频谱仪基本原理解析带宽(RBW,Resolution BandWidth)。RBW 代表两个不同频率的信号能够被清楚的分辨出来的最低频宽差异。选择不同RBW的测试结果RBWDSA频谱仪基本原理RBW当RBW滤波器“扫过”感兴趣的频率范围后,就得到该段频率范围的频谱。RBW:Resolution BandWidth分辨率带宽ADCDSA频谱仪基本原理DSA频谱仪
15、基本原理包络检波ADCDSA频谱仪基本原理为了使噪声曲线平滑,在检波之后,放置了一个低通滤波器,即视频滤波器。DSA频谱仪基本原理视频滤波器这就是BW键中VBW软键的设置。它的作用是将检测信号中的高频部分滤掉,使我们从显示屏上看到一个光滑的曲线。这对小信号的测量是非常有效的,它可使读数更为稳定。视频滤波器VBW设置为3MHz和300Hz的测试差别ADC视频检波器作用:得到当前扫频点频率处的幅度值。1GHzDSA频谱仪基本原理DSA频谱仪基本原理视频检波器用什么样的值来代表每个频宽中的信息?ADC本振的作用:以一定的步进完成当前设置的扫宽内频率点的扫描,从而得到当前频段的谱图。DSA频谱仪基本原
16、理DSA频谱仪基本原理扫描参数DSA频谱仪基本原理频谱仪中,扫描信号在屏幕上用迹线表示。根据实际测试和观测需要,应选择不同的迹线类型,或对扫描数据采取相应的计算方法后将其显示出来。迹线显示类型DSA频谱仪基本原理ADC通常,光标测量可以满足大多数的测量场合,但在某些应用场合中,还会用到更复杂的测量。光标(Marker)是一个菱形的标记(如图所示),用于标记迹线上的点。设置电平偏移、最大混频和输入阻抗。频谱仪概论按工作原理分类本振的作用:以一定的步进完成当前设置的扫宽内频率点的扫描,从而得到当前频段的谱图。选择“差值对”后,迹线上将出现一对光标:参考光标(以光标号和字母“R”标识,如“1R”)和
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