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使用信号分析仪进行功率测量的注...

使用信号分析仪进行功率测量的注意事项
使用信号分析仪进行功率测量的注意事项
使用信号分析仪进行功率测量的注意事项
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编辑时间 : 2019-12-02

    微波信号分析仪是重要的电子测量仪器之一,进行信号功率测量是其重要功能。近年来微波信号分析仪的信号功率测量准确度越来越高。但是多数仪器操作者尤其是初级使用的人由于容易忽略的细节问题,即使使用了高性能的信号分析仪,依然常常导致测试结果产生较大的测量误差甚至得到错误的结果。本文针对使用信号分析仪器进行功率测量过程中总结了五大注意事项。

    1注意测试电缆选择及使用

    信号通过测试电缆从输入端到输出端,都会有一定的通路衰减,衰减量的大小与测试电缆型号、长度以及工作信号的频率有关。工作频率越高、电缆越长衰减量越大,对于长1.5m的低损耗同轴电缆,工作到50GHz时其电缆衰减量高达8dB,对于普通的其它同轴电缆衰减量会更大。因此在进行信号测量之前,必须使用功率计对测试电缆进行补偿校准,将得到的补偿值保存在信号分析仪中,利用信号分析仪的幅度修正功能,来消除电缆损耗带来的影响。对于高频段小信号的测量,一定要选择屏蔽性能良好的低损耗同轴电缆。

    测试电缆在进行连接时要非常谨慎,两台仪器通过电缆进行连接时,电缆的实际弯曲半径不能小于电缆指标要求的静态弯曲半径和动态弯曲半径,因为过小的弯曲半径会使连接电缆的性能参数发生变化,特别是引起特性阻抗参数的变化,使信号通路驻波变差,影响测量功率的精度。因此电缆在使用过程中,尽可能使整个电缆保留较大的弯曲半径,对于硬度较大的半钢电缆,在使用完后尽量保留上次使用时的形状,不要刻意去掰直或保持某种状态,以降低电缆在反复弯曲的过程中,电缆性能参数的变化,进而影响测量信号精度。可以说合理的测试电缆选择与使用对实现功率的准确测量非常关键。

    2注意转接连接器的选择及使用

    测试电缆通过转接连接器与测试仪器相连接,连接的好坏也会影响测试信号功率的准确性。在进行测量连接之前,首先应对连接器进行检查和清洁,确保连接器干净、无损器,尤其是2.4mm和1.85mm转接连接器的阴头是否有裂口或形变。在进行连接时一定要保证电缆接头的松紧要适度,既不能拧的太松引起接触不良,损耗太大,也不能拧的太紧,容易损伤接头及转接连接器。正确的操作过程如下:首先对准两个互连器件的轴心,保证阳头连接器的插针同心地滑移进阴头连接器的接插孔内。然后将两个连接器平直地移到一起,使它们能平滑接合,旋转连接器的螺套(注意不是旋转连接器本身)直至拧紧,连接过程中连接器间不能有相对的旋转运动。最后使用力矩扳手拧紧完成连接,注意力矩扳手不要超过起始的折点,可使用辅助的扳手防止连接器转动,且记不可用力过大以损坏接头。

    3注意预留合理预热时间

    从打开整机电源到进行信号测量之前,必须给整机预留一定的预热时间,这个时间通常要求大于10分钟,且在整机预热过程中,整机保持全频宽连续扫描状态。因为从开机的低温到正常工作的恒温状态,整机微波部件的性能参数、晶体振荡器及器件参数都会发生一定变化,这些参数会影响整机测量准确性。因此,测量之前保持整机全扫宽状态,必须预留足够的预热时间,保证整机微波部件、器件参数不再变化,以实现测量的准确性,尤其是事项对高频段信号的功率准确测量。

    4合理选择交直流切换

    信号分析仪射频通路默认状态除保持衰减器的10dB衰减默认状态外,更重要的一点是衰减器包含一个交流(AC)耦合与直流(DC)耦合切换,默认状态下衰减器选择在交流(AC)耦合状态下,主要是防止输入信号中包含直流成分摔坏混频器。但是对小于10MHz及以下的射频输入信号,直接通过交流(AC)耦合挡会产生较大的衰减。因此要实现小于10MHz及以下信号的功率准确测量,需要人为将衰减器切换到直流(DC)耦合状态。同时为了有效防止射频信号中的直流成分进入混频器,在进行测试前一定要确定输入的射频信号不包含直流分量。

    5注意对仪器定期进行计量校准

    当测试仪器使用了较长时间(一般指一年以上)后,整机器件的性能参数往往会发生一定的变化,出厂时的调试数据与实际调谐频点会产生一定偏移,特别是整机通路滤波器发生一定偏移,进而影响信号功率测量的精度。因此要保证信号分析仪器测量高精度,客户需要定期对仪器(通常为一年)进行计量,通过计量修正器件老化而带来的出厂参数变化。

    总之,只要测试工作者关注上述仪器的注意事项,就可以使用信号分析仪进行正确功率测量。目前信号分析仪器功率测量准确度范围大约在±0.5dB~±3dB之间,如果用户需要更高精度的功率测量,则需要选择其他专门的功率测试仪器,比如功率计、测量接收机等。


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