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頻譜分析儀的基本使用方法

發(fā)布時(shí)間:2011-05-10

中心議題:

  • 頻譜分析儀使用前須知
  • 頻譜分析儀介紹
  • 頻譜分析儀的使用實(shí)例


一般情況下,可以用示波器判斷13MHz電路信號(hào)的存在與否,以及信號(hào)的幅度是否正常,然而,卻無(wú)法利用示波器確定13MHz電路信號(hào)的頻率是否正常,用頻率計(jì)可以確定13MHz電路信號(hào)的有無(wú),以及信號(hào)的頻率是否準(zhǔn)確,但卻無(wú)法用頻率計(jì)判斷信號(hào)的幅度是否正常。然而,使用頻譜分析儀可迎刃而解,因?yàn)轭l譜分析儀既可檢查信號(hào)的有無(wú),又可判斷信號(hào)的頻率是否準(zhǔn)確,還可以判斷信號(hào)的幅度是否正常。同時(shí)它還可以判斷信號(hào),特別是VCO信號(hào)是否純凈??梢婎l譜分析儀在手機(jī)維修過(guò)程中是十分重要的。

另外,數(shù)字手機(jī)的接收機(jī)、發(fā)射機(jī)電路在待機(jī)狀態(tài)下是間隙工作的,所以在待機(jī)狀態(tài)下,頻率計(jì)很難測(cè)到射頻電路中的信號(hào),對(duì)于這一點(diǎn),應(yīng)用頻譜分析儀不難做到。

在使用頻譜分析儀之前,有必要了解一下分貝(dB)和分貝毫瓦(dBm)的基本概念,下面作一簡(jiǎn)要介紹。

1.分貝(dB)
分貝是增益的一種電量單位,常用來(lái)表示放大器的放大能力、衰減量等,表示的是一個(gè)相對(duì)量,分貝對(duì)功率、電壓、電流的定義如下:

分貝數(shù):101g(dB)
分貝數(shù)=201g(dB)
分貝數(shù)=201g(dB)

例如:A功率比B功率大一倍,那么,101gA/B=10182’3dB,也就是說(shuō),A功率比B功率大3dB,

2.分貝毫瓦(dBm)
分貝毫瓦(dBm)是一個(gè)表示功率絕對(duì)值的單位,計(jì)算公式為:
分貝毫瓦=101g(dBm)

例如,如果發(fā)射功率為lmw,則按dBm進(jìn)行折算后應(yīng)為:101glmw/1mw=0dBm。如果發(fā)射功率為40mw,則10g40w/1mw--46dBm。

頻譜分析儀介紹

 生產(chǎn)頻譜分析儀的廠家不多。我們通常所知的頻譜分析儀有惠普(現(xiàn)在惠普的測(cè)試設(shè)備分離出來(lái),為安捷倫)、馬可尼、惠美以及國(guó)產(chǎn)的安泰信。相比之下,惠普的頻譜分析儀性能最好,但其價(jià)格也相當(dāng)可觀,早期惠美的5010頻譜分析儀比較便宜,國(guó)產(chǎn)的安泰5010頻譜分析儀的功能與惠美的5010差不多,其價(jià)格卻便宜得多。

下面以國(guó)產(chǎn)安泰5010頻譜分析儀為例進(jìn)行介紹。

1.性能特點(diǎn)

AT5010最低能測(cè)到2.24uv,即是-100dBm。一般示波器在lmv,頻率計(jì)要在20mv以上,跟頻譜儀比相差10000倍。如用頻率計(jì)測(cè)頻率時(shí),有的頻率點(diǎn)測(cè)量很難,有的頻率點(diǎn)測(cè)最不準(zhǔn),頻率數(shù)字顯示不穩(wěn)定,甚至測(cè)不出來(lái)。這主要足頻率計(jì)靈敏度問(wèn)題,即信號(hào)低于20mv頻率計(jì)就無(wú)能為力了,如用示波器測(cè)量時(shí),信號(hào)5%失真示波器看不出來(lái),在頻譜儀上萬(wàn)分之一的失真都能看出來(lái)。

但需注意的是,頻譜儀測(cè)量的是高頻信號(hào),其高靈敏度也就決定了,要注意被測(cè)信號(hào)的幅度范圍,以免損壞高頻頭,在2.24uv-1V之間,超過(guò)其范圍應(yīng)另加相應(yīng)的衰減器。

AT5010頻譜分析儀頻率范圍在0.15~1000MHz(1G),其系列還有3G、8G、12G等產(chǎn)品。

AT5010頻譜分析儀可同時(shí)測(cè)量多種(理論上是無(wú)數(shù)個(gè))頻率及幅度,Y軸表示幅度,X軸表示頻率,因此能直觀的對(duì)信號(hào)的組成進(jìn)行頻率幅度和信號(hào)比較,這種多對(duì)比件的測(cè)量,示波器和頻率計(jì)是無(wú)法完成的。

2.性能指標(biāo)
(1)頻率
頻率范圍:0.15—1050MHz
中心頻率顯示精度:士lOOkHz
頻率顯示分辨率:lOOkHz
掃頻寬度:100kHz/格—100MHz/格
中頻帶寬(一3dB):400kHz和20kHz
掃描速度:43Hz[page]

(2)幅度
幅度范圍:一100~+13dBm
屏幕顯示范圍:80dBm(10dB/格)
參考電平:一27-13dBm(每級(jí)10dB)
參考電平精度:±2dD
平均噪聲電平:一99dBm

(3)輸入
輸入阻抗:50n
插座:BNC
衰減器:0~40dB
輸入衰減精度:±1dDm
最大輸入電平:+10dBm、+25V(DC)

頻譜分析儀的使用
1.指導(dǎo)
(1)AT5010頻譜分析儀測(cè)量幅度為:-100dBm--+13dBm,即:信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到最高的一條水平刻度線時(shí),此信號(hào)的幅度為-27dBm,每下一大格減10dBm。如果頻譜分析儀上的40dB衰減器全按下時(shí),此時(shí)最高水平刻度線幅度為+13dBm(-27dBm+40dBm)。

(2)手機(jī)有些信號(hào)測(cè)試點(diǎn)可以直接用高頻電纜連接頻譜儀進(jìn)行測(cè)量。但有部分測(cè)試點(diǎn)因?yàn)榇嬖谧杩蛊ヅ涞膯?wèn)題,不能直接測(cè)量,可選用安泰AZ530-H高阻抗探頭,探頭輸入電容為2pF,阻抗極高,可以直接定量測(cè)量手機(jī)上任何射頻信號(hào)不會(huì)對(duì)被測(cè)電路有任何影響。AZ530-H高阻抗探頭本身有20dB(典型值)的衰減,因此用其作定量測(cè)量時(shí),要在其直接讀數(shù)上加20dB。

2.操作
用頻譜分析儀測(cè)量手機(jī)的射頻信號(hào)比較方便,例如,測(cè)量愛立信T18第二中頻信號(hào)(6MHz)時(shí),可按以下方法進(jìn)行。
(1)打開頻譜分析儀,調(diào)節(jié)亮度和聚焦旋鈕,使屏幕上顯示的光跡清晰。
(2)調(diào)節(jié)掃頻寬度選擇按鍵(SCANWIDTH)按鍵,使1MHz指示燈亮,表示每格所占頻率為1MHz。
(3)調(diào)節(jié)中心頻率粗/細(xì)調(diào)調(diào)節(jié)旋鈕,使頻標(biāo)位于屏幕中心位置,所指頻率為6MHz。
(4)將頻譜儀探頭外殼與T18電路主板接地點(diǎn)相連,探針插到第二中頻濾波器的輸出端,在電流表指針擺動(dòng)時(shí)觀察頻譜儀屏幕上是否有脈沖式圖像,正常情況下,當(dāng)電流表指針擺動(dòng)時(shí),有脈沖圖像出現(xiàn)在6MHz頻標(biāo)位置。

再如,用頻譜分析儀測(cè)量諾基3310功放輸出信號(hào)的頻譜,可按以下步驟進(jìn)行測(cè)量。

(1)打開頻譜分析儀,調(diào)節(jié)亮度和聚焦旋鈕,使屏幕上顯示清晰的圖像。

(2)調(diào)節(jié)中心頻率粗/細(xì)調(diào)調(diào)節(jié)旋鈕,使頻標(biāo)位于屏幕中心位置,顯示屏顯示頻率值為900MHz。

(3)調(diào)節(jié)掃頻寬度選擇按鍵(SCANWIDTH)按鍵,使10MHz指示燈亮,表示每格所占頻率為10MHz。

(4)將頻譜儀外殼與3310主板接地點(diǎn)相連,控針插到功放塊的輸出端,并撥打“112”,觀察電流表擺動(dòng)的同時(shí)觀看頻譜儀屏幕上有無(wú)脈沖圖像,正常情況下,在900MHz頻標(biāo)附近會(huì)出現(xiàn)脈沖圖像,但幅度會(huì)超出屏幕范圍,可以按衰減按鍵,使圖像最高點(diǎn)在屏幕范圍內(nèi)。

(5)標(biāo)記按鈕(ONOFF):當(dāng)標(biāo)記按鈕置于OFF(斷)位置時(shí),中心頻率(CF)指示器發(fā)亮,此時(shí)顯示器讀出的是中心頻率,當(dāng)此開關(guān)在ON(通)位置時(shí),標(biāo)記(MK)指示器發(fā)亮,此時(shí)顯示器讀出的是標(biāo)記的頻率,該標(biāo)記在屏幕上是一個(gè)尖峰。

(6)標(biāo)記旋鈕(MARKER):用于調(diào)節(jié)標(biāo)記頻率。

(7)LED指標(biāo)燈:閃亮?xí)r表示幅度值不正確。這是由于掃頻寬度和中頻濾波器設(shè)置不當(dāng)而造成幅度降低所致。這種情況可能出現(xiàn)在掃頻范圍過(guò)大時(shí)(相對(duì)于中頻帶寬(20kHz),或視頻濾波器帶寬(4kHz)),若要正確測(cè)量,可以不用視頻濾波器或者減小掃頻寬度。

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