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频谱分析仪常见问题

频谱分析仪常见问题01. 是否可以将频谱分析仪当做网络分析仪使用?是的,有2种方法可将频谱分析仪当作网络分析仪使用,但是都只能进行标量测量方法1:使用频谱分析仪内置的跟踪信号源。

大部分安捷伦频谱仪可以加装这个选件。

如果要测量反射系数,则还需要一个定向耦合器去采集反射功率。

方法2:使用独立的源。

如需要可配上耦合器。

前提是频谱仪的扫描速度要快过信号源的扫描速度。

但这种方式通常不被推荐,因为它的准确性较低。

对于校准,可用到的方法是归一化的方法。

这种方法把接收机和源的频率响应移除。

然而,矢量网络分析仪采用更强大的误差校准技术,还可以消除不匹配和交调带来的的影响。

这就意味着,一般来讲,和频谱分析仪方法相比较,网络分析仪可以进行更准确的测量。

02. 频谱分析仪在零扫宽能够测得的最快脉冲上升时间是多少?测得的上升时间一般不会超过频谱分析仪的最佳上升时间。

分析仪的上升时间由下面这个公式来确定:Tr = 0.66/max RBW,其中RBW为分辨率带宽。

例如,在 PSA (E4440A、E4443A、E4445A、E4446A或E4448A)中,RBW最大值为8 MHz。

因此,最快的上升时间为:0.66/8 E6 = 82.5 nS。

然而,RBW过滤器带宽误差为± 15%,额定值(中心频率= 3 GHz),因此上升时间范围在71.7 nS到97 nS之间。

参见具体频谱分析仪的技术资料或规范指南。

03. 怎样设置矢量信号分析仪(VSA)测量I和Q增益和相位?在使用89600S或89400系列矢量信号分析仪时,必须有两个基带信道输入。

把I或Q信号连接到信道1上,把另一个信号连接到信道2上。

确保89400处于矢量模式下,或已经打开89600的VSA (非标量)应用程序。

在89400上,选择:Instrument Mode > receiver > IF section (0-10 MHz)。

在89600上,选择:Input > Channels > 2 channels.设置4个网格(89400: Display > 4 grids stack; 89600: Display > Layout > Stacked 4).对轨迹A,选择Measurement Data spectrum ch1 和 Data Format log magnitude。

对轨迹B,选择Measurement Data spectrum ch2 和 Data Format log magnitude。

对轨迹C,选择Measurement Data frequency response 和 Data Format log magnitude。

(在89600上,必须先选择Cross Channel,然后再选择Freq Response)对轨迹D,选择Measurement Data frequency response 和 Data Format wrap phase。

选择量程,以使OV1 (ADC过载消息)消失。

自动定标所有轨迹。

现在,可以使用标尺,在轨迹C中进行增益测量,在轨迹D中进行相位测量。

在89400上,按蓝色Shift键 > A, Shift > B, Shift > C 和 Shift > D,激活所有标尺。

然后选择Markers > couple markers on。

使用旋钮,把标尺滚动到感兴趣的标尺上。

在89600上,选择Markers > Position,勾选Marker and Couple Mkrs。

把标尺移动到感兴趣的频率上。

任何正弦波测量图像:04.怎样计算VSA (矢量信号分析仪)上EVM (误差矢量幅度)测量的不确定性?E4406A、89400系列和89600系列矢量信号分析仪以略微不同的方式规定了EVM (误差矢量幅度)精度。

为了计算EVM测量的不确定性,E4406A同时规定了精度和本底误差。

精度指标适用于远远高于本底噪声的EVM测量。

本底是误差可以测得的EVM的最低值。

本底误差与DUT (被测设备)的EVM不相干 (类似于噪声),在测量接近本底时会提高。

这些误差与精度误差加在一起。

例如,对cdmaOne专用测量模块(E4406A上的选项BAC)中的QPSK EVM测量,本底误差是2.5%,精度是±0.5%。

如果DUT的EVM是5%,那么本底误差计算方法如下:SQRT(EVMDUT2 + EVMSPEC2) - EVMDUTSQRT(5%DUT2 + 2.5%SPEC2) - 5%DUT = 0.59%最大测量值是:EVMDUT + 本底误差 + 精度5% + 0.59% + 0.5% = 6.09%最小测量值是:EVMDUT - 精度5% - 0.5% = 4.5%(本底误差不影响最小测量值)因此可以在4.5 - 6.09%范围内任何地方测量DUT的EVM。

与E4406A相比,89400和89600 VSA的EVM精度规范只提供了残余EVM,这与本底误差相同。

残余EVM 是可以测量的最低EVM,也是硬件导致的不确定性等于DUT不确定性的电平。

例如,对使用选项AYA大于1MHz的跨度(也适用于其它条件),89441A拥有1% rms的残余EVM。

对超过这一值的测量,没有规定的或保证的精度。

产品用户可以随意假设在超过本底噪声时,DUT的误差远远超过分析仪的误差,因此分析仪的不准确性是可以忽略不计的。

用户也可以选择使用额定的DUT误差,对分析仪的残余EVM求RSS (和平方根),其前提假设是它们互不相关。

但是,安捷伦公司不赞成或支持这些方法。

事实上,除本底误差外,任何分析仪还会引入部分误差,但89400或89600系列中没有指明此类误差或提供相关保证。

因此,可以从仪器技术数据中计算得出E4406A 上EVM测量的不确定性,而对89400或89600 VSA上相同的测量计算不确定性时,则要求最终用户提供部分数据。

05. 如何在矢量信号分析仪(VSA)上测量FM或PM偏移和速率?用户可以在89410A、89441A或89600S系列矢量信号分析仪的矢量模式或模拟解调模式下进行这些测量。

1) 在矢量模式下,将载波置于扫宽的中心位置,并将扫宽设置为包括调制信号的所有重要边带。

在下面的89600S示例中,信号发生器的载波设置为1GHz,速率设置为10kHz(正弦波),峰值频偏设置为100KHz。

分析仪的中心频率设置为1GHz,扫宽设置为500kHz,默认频率点数量谁知为801(89600)或401(89400)。

设置范围,使OV1消息刚好消失。

以群延迟格式设置通道1主时间的B(底部)迹线。

在该格式中,Y轴表示频率,X轴表示时间。

现在暂停信号并在时域波形(B迹线)的峰值上作一个标记。

设置负峰值的偏置标记,并从显示器底部的标记结果读出峰峰值偏置。

在本例中,标记读数为200.46 kHz。

同时,标记还可以读出调制正弦波的半周期,50uS。

将此结果加倍并计算倒数,得到FM速率:1/(2*50µS) = 10kHz。

您也可以通过选择Markers > Calculation并单击Analog Demod Carriery单选框(89600S),或通过选择Marker Function > demod carrier(89400)来显示载波频率。

此方法也可用于相位调制。

此方法之所以可行,是因为VSA IQ检测阶段像外差混频器一样提取调制信号。

2) 在模拟解调模式下,使用与矢量模式相同的中心频率、扫宽和范围,并在模拟解调属性菜单中选择FM解调和FM载波频率。

注意,A迹线数据现在必须是Ch.1 FM Spectrum(通道1频率调制频谱),B 迹线数据是Ch.1 FM Main Time(通道1频率调制主时间)。

在B迹线中,Y轴仍表示频率。

暂停信号并在A频谱迹线的峰值上做标记,得到FM速率的标记结果(10kHz)。

将B迹线的格式转换为实数数据,在信号的峰值上做标记,激活偏置标记并将其置于负峰值上,获得偏移峰峰值。

本例中的标记结果为200.47 kHz偏移峰峰值。

这里的解调信号与89441A的解调信号相同。

标记结果在每个迹线的顶部显示。

同样,此方法也可用于PM。

以下是89441A上的相位解调。

注意,B迹线的Y轴单位为弧度,标记结果为以弧度为单位的偏移峰峰值。

这两个系列的VSA都不能在模拟解调模式下测量立体FM偏移。

在这些示例中,89400和89600S矢量信号分析仪都是在矢量模式或模拟解调模式下显示FM或PM偏移和速率。

06. 如何在频谱分析仪或矢量信号分析仪上测量功率谱密度(PSD)?PSD测量值通常以Vrms2 /Hz或Vrms/rt Hz为单位(这里的rt Hz指的是平方根赫兹)。

或者,PSD 也可以采用dBm/Hz为单位。

PSA、ESA、856XE/EC或859XE等频谱分析仪均可通过噪声标记对功率谱密度进行测量。

矢量信号分析仪比如89600S或89400,直接就有PSD测量数据类型。

在频谱分析仪上最简便的测量方法(测量结果以Vrms/rt Hz为单位)就是:在振幅菜单中选择以伏特为单位的振幅(AMPLITUDE [硬键] > More > Y Axis Units > Volts)。

在标记或标记功能菜单中打开噪声标记(例如:在ESA上的选择顺序为Marker [硬键] > More > Function > Marker Noise)。

在期望的数据点上做出标记并观察标记读数。

比如,我们看到噪声标记读数为16 uV(Hz)或16 uV/Hz。

这里的“(Hz)”由于分子伏特不能被平方,而将噪声结果归一化为1Hz带宽(RBW),其正确的分母单位应该是根赫兹。

由于1Hz的平方根仍旧是1Hz,因此并不影响结果且无需进行进一步计算。

最后答案就是16 uV/rt Hz或16 uV/Hz。

您还可选择以分贝为单位的振幅(比如dBuV)进行进一步的计算,从而获得线性结果。

同样以16 dBuV(Hz)为例,其分贝结果通常计算如下:20 log (伏特率)或10 log (平方根伏特率)。

此时,我们可通过伏特率来进行计算:16 = 20 log (uV/rt Hz)/(uVref/rt Hz)(这里指的是1uV/rt Hz)。

逆对数16/20 = 6.3 uV/rt Hz。

在89410A、89441A或89601A矢量信号分析仪上:选择测量数据(Measurement Data) > PSD。

选择数据格式(Data Format)>线性幅度(Linear Magnitude)。

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