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頻譜分析儀的基本使用方法

發(fā)布時間: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例


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

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,頻率計很難測到射頻電路中的信號,對于這一點(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,下面作一簡要介紹。

1.分貝(dB)
分貝是增益的一種電量單位,常用來表示放大器的放大能力、衰減量等,表示的是一個相對量,分貝對功率、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,A功率比B功率大3dB,

2.分貝毫瓦(dBm)
分貝毫瓦(dBm)是一個表示功率絕對值的單位,計算公式為:
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)在惠普的測試設(shè)備分離出來,為安捷倫)、馬可尼、惠美以及國產(chǎn)的安泰信。相比之下,惠普的頻譜分析儀性能最好,但其價格也相當(dāng)可觀,早期惠美的5010頻譜分析儀比較便宜,國產(chǎn)的安泰5010頻譜分析儀的功能與惠美的5010差不多,其價格卻便宜得多。

下面以國產(chǎn)安泰5010頻譜分析儀為例進(jìn)行介紹。

1.性能特點(diǎn)

AT5010最低能測到2.24uv,即是-100dBm。一般示波器在lmv,頻率計要在20mv以上,跟頻譜儀比相差10000倍。如用頻率計測頻率時,有的頻率點(diǎn)測量很難,有的頻率點(diǎn)測最不準(zhǔn),頻率數(shù)字顯示不穩(wěn)定,甚至測不出來。這主要足頻率計靈敏度問題,即信號低于20mv頻率計就無能為力了,如用示波器測量時,信號5%失真示波器看不出來,在頻譜儀上萬分之一的失真都能看出來。

但需注意的是,頻譜儀測量的是高頻信號,其高靈敏度也就決定了,要注意被測信號的幅度范圍,以免損壞高頻頭,在2.24uv-1V之間,超過其范圍應(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頻譜分析儀可同時測量多種(理論上是無數(shù)個)頻率及幅度,Y軸表示幅度,X軸表示頻率,因此能直觀的對信號的組成進(jìn)行頻率幅度和信號比較,這種多對比件的測量,示波器和頻率計是無法完成的。

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頻譜分析儀測量幅度為:-100dBm--+13dBm,即:信號強(qiáng)度達(dá)到最高的一條水平刻度線時,此信號的幅度為-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,此時最高水平刻度線幅度為+13dBm(-27dBm+40dBm)。

(2)手機(jī)有些信號測試點(diǎn)可以直接用高頻電纜連接頻譜儀進(jìn)行測量。但有部分測試點(diǎn)因為存在阻抗匹配的問題,不能直接測量,可選用安泰AZ530-H高阻抗探頭,探頭輸入電容為2pF,阻抗極高,可以直接定量測量手機(jī)上任何射頻信號不會對被測電路有任何影響。AZ530-H高阻抗探頭本身有20dB(典型值)的衰減,因此用其作定量測量時,要在其直接讀數(shù)上加20dB。

2.操作
用頻譜分析儀測量手機(jī)的射頻信號比較方便,例如,測量愛立信T18第二中頻信號(6MHz)時,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,在電流表指針擺動時觀察頻譜儀屏幕上是否有脈沖式圖像,正常情況下,當(dāng)電流表指針擺動時,有脈沖圖像出現(xiàn)在6MHz頻標(biāo)位置。

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

(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”,觀察電流表擺動的同時觀看頻譜儀屏幕上有無脈沖圖像,正常情況下,在900MHz頻標(biāo)附近會出現(xiàn)脈沖圖像,但幅度會超出屏幕范圍,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,中心頻率(CF)指示器發(fā)亮,此時顯示器讀出的是中心頻率,當(dāng)此開關(guān)在ON(通)位置時,標(biāo)記(MK)指示器發(fā)亮,此時顯示器讀出的是標(biāo)記的頻率,該標(biāo)記在屏幕上是一個尖峰。

(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)在掃頻范圍過大時(相對于中頻帶寬(20kHz),或視頻濾波器帶寬(4kHz)),若要正確測量,可以不用視頻濾波器或者減小掃頻寬度。

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