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      電學文章
      頻譜儀功率壓縮點的校準方法的基本原理和方法步驟

      發布時間: 2021-11-24   瀏覽次數:   作者:邁昂科技

           頻譜儀的指標中,1dB壓縮點指標是比較關鍵的指標,一部分頻譜儀指標手冊中給出相關指標時,備注的測試方法是雙音(twotones)。在頻譜儀的計量校準校準規范中,壓縮點的測量方法,很多的情況不適用于,本論文詳細解釋頻譜儀功率壓縮點的校準方法基本原理和操作步驟。


      什么是頻譜儀的1dB壓縮點?

      內置衰減器置為0的條件下,頻譜儀的信號功率測量值,隨著輸入信號的增加而線性增加;當輸入信號的功率增加到一定電平時,頻譜儀射頻通道進入非線性區,頻譜儀測量值會低于輸入電平;測量值低于實際值1dB時的實際輸入功率值是頻譜儀的1dB壓縮點。


      為什么測量1dB壓縮點要使用雙音?
      所謂雙音是指頻譜儀輸入信號包含兩個頻率分量。
      功率壓縮點是考核頻譜儀第一級混頻器的指標,評估時內部衰減器要求設為0;

      衰減器設為0時,頻譜儀參考電平設置范圍≤0dBm,頻譜儀壓縮點指標大于0dBm的情況下,輸入信號功率超出參考電平會過載,因此采用雙音法,避免過載的同時,測得較高功率壓縮點。


      Q
      雙音法的基本原理

      雙音法壓縮點測量基本原理,就是輸入信號兩個頻率分量,帶內較小信號輸入電平恒定,用來監測電平變化量,帶外信號的功率增長時,會造成頻譜儀測量功率壓縮,而且在它超出參考電平時不會過載;


      特別注意這兩個分量f和f+Δf頻率的頻率間隔,要求大于頻譜儀第1級中頻濾波器的帶寬,Δf>IFBW1,如果在帶寬內的信號功率超出參考電平設置值,會造成中頻過載,目前常用高端頻譜儀如R&SFSW的1中頻帶寬>500MHz;


      頻譜儀中心頻率輸入較低功率信號,另一個信號是頻率超出1中頻濾波器帶寬的帶外信號,通過增大帶外信號的功率觀察中心頻點信號測量值的下降,當測試值下降到1dB時,帶外信號的功率值就是1dB壓縮點。


      頻譜儀1dB壓縮點測量方法步驟
      信號源SG1的頻率f0;
      信號源SG2的頻率f0+Δf,Δf>500MHz;
      兩個信號源SG1和SG2通過合路器,連接功率計進行功率校準;
      打開SG1輸出并關閉SG2,使頻率f0信號的功率計讀數P0=-30dBm左右;
      打開SG2輸出并關閉SG1,使頻率f0+Δf信號的功率計讀數P1<(頻譜儀1dB壓縮點指標)-10dB,并記錄P1以及信號源SG2功率設置值Ps2;
      頻譜儀內部衰減器設為0;
      頻譜儀中心頻率設為f0,SPAN≈10MHz,參考電平0dBm;
      頻譜儀屏幕上信號峰值,記錄為Maker參考,并打開ΔMaker,監測電平變化量ΔL,初始值ΔL=0;
      逐步增大SG2的輸出功率直到ΔL=-1dB,記錄此時SG2的功率設置值Ps2';
      獲得頻譜儀1dB壓縮點P1dB=(Ps2'-Ps2)+P1;
      如果增大SG2的輸出功率直到SG2的最大功率輸出Ps2max,如果始終ΔL>-1dB,P1dB=(Ps2max-Ps2)+P1.


      測試位置需注意:
      信號源SG2的輸出功率指標要求:大于被檢頻譜儀1dB壓縮點指標+10dB,10dB余量是考慮合路器和線纜損耗,可以根據實際損耗降低要求。
      頻率間隔Δf,根據被檢頻譜儀的1中頻濾波器帶寬設置。
      頻譜儀工作在>8GHz(根據被檢頻譜儀指標手冊)的微波頻段時,射頻前端的預選濾波器是帶寬較窄的YIG濾波器,在測量中需要關閉YIG濾波器。

       
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