频谱分析仪at5010使用方法.docx

频谱分析仪Spectrum Analyzer系统主要的功能是在频域里显示输入信号的频谱特性.频谱分析仪依信号处理方式的不同,一般有两种类型;即时频谱分析仪(Real-Time Spectrum Analyzer)与扫描调谐频谱分析仪(Sweep-Tuned Spectrum Analyzer).即时频率分析仪的功能为在同一瞬间显示频域的信号振幅,其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器(Detector),再经由同步的多工扫描器将信号传送到 CRT 萤幕上,其优点是能显示周期性杂散波(Periodic Random Waves)的瞬间反应, 其缺点是价昂且性能受限於频宽范围,滤波器的数目与最大的多工交换时间(Switching Time).最常用的频谱分析仪是扫描调谐频谱分析仪,其基本结构类似超外差式接收器,工作原理是输入信号经衰减器直接外加到混波器,可调变的本地振荡器经与 CRT 同步的扫描产生器产生随时间作线性变化的振荡频率,经混波器与输入信号混波降频后的中频信号(IF)再放大,滤波与检波传送到 CRT 的垂直方向板 ,因此在 CRT 的纵轴显示信号振幅与频率的对应关系 .影响信号反应的重要部份为滤波器频宽,滤波器之特性为高斯滤波器(Gaussian-Shaped Filter),影响的功能就是量测时常见到的解析频宽(RBW,ResolutionBandwidth).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,两个不同频率的信号频宽如低於频谱分析仪的 RBW,此时该两信号将重叠, 难以分辨,较低的 RBW 固然有助於不同频率信号的分辨与量测,低的 RBW 将滤除较高频率的信号成份, 导致信号显示时产生失真 ,失真值与设定的 RBW密切相关,较高的 RBW 固然有助於宽频带信号的侦测, 将增加杂讯底层值 (Noise Floor),降低量测灵敏度,对於侦测低强度的信号易产生阻碍, 因此适当的 RBW 宽度是正确使用频谱分析仪重要的概念. (9)中频带宽选择(400kHz、20kHz)：选在 20kHz 带宽时，噪声电平降低，选择性提高，能分隔开频率更近的谱线。

此时，若扫频宽度过宽，则由于需要更长的扫描时间，从而造成信号过渡过程中信号幅度降低，使测量不正确此时“校准失效”LED 发亮即表明这一点10)视频滤波器选择(VIDEOFILTER)：可用来降低屏幕上的噪声，它使得正常情况下，平均噪声电平刚好高出其信号(小信号 )谱线，以便于观察该滤波器带宽是 4kHz11)Y 移位调节(Y-POS)：调节射速垂直方向移动12)BNC 5011 输入端口(1NPUT 5011)：在不用输入衰减时，不允许超出的最大允许输入电压为+25V(DC)和十 10dBm(AC)当加上 40dB 最大输入衰减时，最大输入电压为+20dBm13)衰减器按钮：输入衰减器包括有 4 个 10dB 衰减器，在信号进入第一混频器之前，利用衰减器按钮可降低信号幅度按键压下时衰减器接人在连接任何信号到输入端之前，先选择设置为最高衰减量(4x10dB)和最高可用频宽(扫频宽度 100MHz／格)，若此时将中心频率调在 500MHz，则在最大可测和显示频率范围内检测出任意谱线当衰减减小时，基线向上移动，则可指出在最大可显示频率范围(例如1200MHz)之外信号幅度有溢出14)扫频宽度选择按键(SCANWIDTH)：用来调节水平轴的每格扫频宽度。

用 u 按键来增加每格频宽，用 t 按键来减少每格频宽转换是 1—2—5 步级，从 100kHz／格-100MHz／格此扫频宽度以 MHz／格显示出，它代表水平线每格刻度中心频率是指水平轴心垂直刻线处的频率假如中心频率和扫频宽度设置正确，X 轴有 10 分格的长度，则当扫频宽度低于IOOMHz 时，只有全频率范围的一部分可被显示当扫频宽度设在 100MHz／格位置，中心频率设在 500MHz 时，显示频率以每格 100MHz 扩展到右边，最右是1000MHz(500MHz+5x100MHz)同样，中心向左边则频率减低此情况下，左边的刻线代表 0Hz这时，可以看到一条特别的谱线，即， “0 频率” 这是由于第一本地振荡器频率通过了第一中频而产生的当中心频率相对于扫频宽度较低时有此现象0 频率”的幅度对每台频谱仪是不一样的它不能作参考电平来使用显示在“0 频率”点左边的那些谱线被称为镜频在“0 扫频”模式时，频谱仪工作就像是一台可选择 (中频)带宽的接收机，此时频率的选择是通过“中心频率”旋钮来实现的通过中频滤波器的频谱线产生一个电平显示所选的扫频宽度／格值由设置按键上方的 LED 显示出来。

15)水平位置旋钮(X-POS)：水平位置调整旋钮16)水平幅度调整旋钮(X-AMPL)：水平幅度调整旋钮水平位置及水平幅度调节仅仅在仪器校准时才用在正常使用下一般无须调节当需要对它们实施调节时，则需要用一台很精确的射频振荡器配合使用17)耳机插孔(PHONE)：阻抗大于 16n 的耳机或扬声器可以连到耳机插孔当频谱仪对某一个谱线调谐好时，可能有的音频会被解调出来 (18)音量调节(VOL)：调节耳机输出的音量19)频率显示屏：在频谱分析仪上有一个频率显示屏，显示频标所在位置的频率值三、频谱分析仪的使用1．指导(1)AT5010 频谱分析仪测量幅度为：-100dBm--+13dBm，即：信号强度达到最高的一条水平刻度线时，此信号的幅度为-27dBm，每下一大格减 10dBm如果频谱分析仪上的 40dB 衰减器全按下时，此时最高水平刻度线幅度为+13dBm(-27dBm+40dBm)2)有些信号测试点可以直接用高频电缆连接频谱仪进行测量但有部分测试点因为存在阻抗匹配的问题，不能直接测量，可选用安泰 AZ530-H 高阻抗探头，探头输入电容为2pF，阻抗极高，可以直接定量测量上任何射频信号不会对被测电路有任何影响。

AZ530-H 高阻抗探头本身有 20dB(典型值)的衰减，因此用其作定量测量时，要在其直接读数上加 20dB2．操作用频谱分析仪测量的射频信号比较方便，例如，测量爱立信 T18 第二中频信号(6MHz)时，可按以下方法进行1)打开频谱分析仪，调节亮度和聚焦旋钮，使屏幕上显示的光迹清晰2)调节扫频宽度选择按键(SCANWIDTH)按键，使 1MHz 指示灯亮，表示每格所占频率为1MHz3)调节中心频率粗／细调调节旋钮，使频标位于屏幕中心位置，所指频率为 6MHz4)将频谱仪探头外壳与 T18 电路主板接地点相连，探针插到第二中频滤波器的输出端，在电流表指针摆动时观察频谱仪屏幕上是否有脉冲式图像，正常情况下，当电流表指针摆动时，有脉冲图像出现在 6MHz 频标位置再如，用频谱分析仪测量诺基 3310 功放输出信号的频谱，可按以下步骤进行测量1)打开频谱分析仪，调节亮度和聚焦旋钮，使屏幕上显示清晰的图像2)调节中心频率粗／细调调节旋钮，使频标位于屏幕中心位置，显示屏显示频率值为900MHz3)调节扫频宽度选择按键(SCANWIDTH)按键，使 10MHz 指示灯亮，表示每格所占频率为10MHz。

4)将频谱仪外壳与 3310 主板接地点相连，控针插到功放块的输出端，并拨打“112” ，观察电流表摆动的同时观看频谱仪屏幕上有无脉冲图像，正常情况下，在 900MHz 频标附近会出现脉冲图像，但幅度会超出屏幕范围，可以按衰减按键，使图像最高点在屏幕范围内5)标记按钮(ONOFF)：当标记按钮置于 OFF(断) 位置时，中心频率(CF)指示器发亮，此时显示器读出的是中心频率，当此开关在 ON(通)位置时，标记 (MK)指示器发亮，此时显示器读出的是标记的频率，该标记在屏幕上是一个尖峰 (6)标记旋钮(MARKER) ：用于调节标记频率7)LED 指标灯：闪亮时表示幅度值不正确这是由于扫频宽度和中频滤波器设置不当而造成幅度降低所致这种情况可能出现在扫频范围过大时(相对于中频带宽 (20kHz)，或视频滤波器带宽(4kHz))，若要正确测量，可以不用视频滤波器或者减小扫频宽度第二页频谱分析仪的使用方法（第二页）13MHz 信号一般情况下，可以用示波器判断 13MHz 电路信号的存在与否，以及信号的幅度是否正常，然而，却无法利用示波器确定 13MHz 电路信号的频率是否正常，用频率计可以确定 13MHz 电路信号的有无，以及信号的频率是否准确，但却无法用频率计判断信号的幅度是否正常。

然而，使用频谱分析仪可迎刃而解，因为频谱分析仪既可检查信号的有无，又可判断信号的频率是否准确，还可以判断信号的幅度是否正常同时它还可以判断信号，特别是 VCO 信号是否纯净可见频谱分析仪在维修过程中是十分重要的另外，数字的接收机、发射机电路在待机状态下是间隙工作的，所以在待机状态下，频率计很难测到射频电路中的信号，对于这一点，应用频谱分析仪不难做到一、使用前须知在使用频谱分析仪之前，有必要了解一下分贝(dB) 和分贝毫瓦(dBm)的基本概念，下面作一简要介绍1．分贝(dB)分贝是增益的一种电量单位，常用来表示放大器的放大能力、衰减量等，表示的是一个相对量，分贝对功率、电压、电流的定义如下：分贝数：101g(dB) 分贝数=201g(dB)分贝数=201g(dB)例如：A 功率比 B 功率大一倍，那么， 101gA／B=10182’3dB，也就是说，A 功率比 B 功率大 3dB，2．分贝毫瓦(dBm) 分贝毫瓦(dBm)是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为：分贝毫瓦=101g(dBm)例如，如果发射功率为 lmw，则按 dBm 进行折算后应为：101glmw／1mw=0dBm。

如果发射功率为 40mw，则 10g40w／1mw--46dBm二、频谱分析仪介绍生产频谱分析仪的厂家不多我们通常所知的频谱分析仪有惠普(现在惠普的测试设备分离出来，为安捷伦)、马可尼、惠美以及国产的安泰信相比之下，惠普的频谱分析仪性能最好，但其价格也相当可观，早期惠美的 5010 频谱分析仪比较便宜，国产的安泰 5010频谱分析仪的功能与惠美的 5010 差不多，其价格却便宜得多下面以国产安泰 5010 频谱分析仪为例进行介绍 1．性能特点AT5010 最低能测到 2.24uv，即是-100dBm 一般示波器在 lmv，频率计要在 20mv 以上，跟频谱仪比相差 10000 倍如用频率计测频率时，有的频率点测量很难，有的频率点测最不准，频率数字显示不稳定，甚至测不出来这主要足频率计灵敏度问题，即信号低于20mv 频率计就无能为力了，如用示波器测量时，信号 5％失真示波器看不出来，在频谱仪上万分之一的失真都能看出来但需注意的是，频谱仪测量的是高频信号，其高灵敏度也就决定了，要注意被测信号的幅度范围，以免损坏高频头，在 2.24uv-1V 之间，超过其范围应另加相应的衰减器 AT5010 频谱分析仪频率范围在 0.15～1000MHz(1G)，其系列还有 3G、8G、12G 等产品。

AT5010 频谱分析仪可同时测量多种( 理论上是无数个)频率及幅度，Y 轴表示幅度，X 轴表示频率，因此能直观的对信号的组成进行频率幅度和信号比较，这种多对比件的测量，示波器和频率计是无法完成的 2．性能指标(1)频率 频率范围：0．15 —1050MHz 中心频率显示精度：士 lOOkHz频率显示分辨率：lOOkHz 扫频宽度：100kHz／格—100MHz／格 中频带宽(一 3dB)：400kHz 和 20kHz扫描速度：43Hz(2)幅度 幅度范围：一 100～+13dBm屏幕显示范围：80dBm(10dB／格)参考电平：一 27-13dBm(每级 10dB)参考电。