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1、电子测试技术应用（仪器仪表）课程教学资源建设,建设院校：,主要参与企业：,南京信息职业技术学院,新联电子 熊猫电子,P2-2 F40函数信号发生器的测试,教学目标 1.能理解频谱分析仪工作原理 2.掌握频谱分析仪性能、参数、使用方法和注意事项 3.学会使用GSP-827型频谱分析仪 4.能理解被测对象技术指标 5.学会分析处理测量数据 6.学会撰写测量报告 工作任务 1.叙述GSP-827型频谱分析仪工作过程 2.理解信号频谱的基本特性 3.掌握F40函数信号发生器的测试方法 4.能用相关仪器仪表对信号频谱特性进行测量 5.记录、分析、处理测量数据 6.撰写测量报告,F40函数信号发生器的测试
2、,一、 F40型函数信号发生器的主要指标 1.频率范围（主波形）：1Hz40MHz 2.分辨率 ：1Hz 3.失真度 ：2% 4.幅度范围 ：2mV20Vp-p（高阻） 1mV 10Vp-p（50）,F40函数信号发生器的测试,二、测试仪器 1仪器选择 函数信号发生器（F40型） 频谱分析仪 （ GSP-827型）,F40函数信号发生器的测试,二、测试仪器 2主要仪器介绍：GSP-827型频谱分析仪 1） 面板结构,F40函数信号发生器的测试,二、测试仪器 2）主要性能指标,F40函数信号发生器的测试,二、测试仪器 2）主要性能指标,F40函数信号发生器的测试,3）频谱分析仪工作原理,频谱分析
3、仪是使用不同方法在频域内对信号的电压、功率、频率等参数进行测量并显示的仪器。一般有实时分析法、非实时分析法两种实现方法。 非实时分析法，在任意瞬间只有一个频率成分能被测量，无法得到相位信息。适用于连续信号和周期信号的频谱测量。 实时分析，通常用一系列窄带滤波器滤出被测信号在各个频率点的频谱分量，这种同时并行作业的测量方法称为。但需要大量的硬件。 频谱分析仪一般采用非实时分析方法。,F40函数信号发生器的测试,3）频谱分析仪工作原理,顺序滤波频谱仪，由多个通带互相衔接的带通滤波器和共用检波器构成。用多个频率固定且相邻的窄带带通滤波器阵列来区分被测信号的各种频率成分，因此得以全面记录被测信号。 顺
4、序滤波频谱仪组成如图10-2。,a)顺序滤波式,F40函数信号发生器的测试,3）频谱分析仪工作原理,F40函数信号发生器的测试,3）频谱分析仪工作原理,输入信号经放大后送入一组带通滤波器，这些滤波器的中心频率分别为fo1fo2fon，由各个滤波器选出的频率分量通过与阶梯波扫描电压同步的步进换接开关K顺序接入检波器，经检波、放大后加到示波管垂直偏转板。示波器水平偏转板上加的即是上述的阶梯波扫描电压。,F40函数信号发生器的测试,3）频谱分析仪工作原理,外差式频谱仪的频率变换原理与超外差式收音机相同：利用无线电接收机中普遍使用的自动调谐方式，通过改变扫频本振的频率（扫描信号发生器的频率）来捕获待测
5、信号的不同频率分量。也称扫频外差式频谱仪。扫频外差式方案是实施频谱分析的传统途径，在高频段占据优势地位。其组成及频谱图如图10-3。,b)外差式,F40函数信号发生器的测试,3）频谱分析仪工作原理,图 10-3 外差式频谱仪组成,F40函数信号发生器的测试,3）频谱分析仪工作原理,这种方法的中频窄带滤波器是固定的，只要改变本级振荡的扫频信号频率即能达到选频目的。即输入信号中的各个频率成分在混频器中与扫频信号产生差频，它们依次落入窄带滤波器的通频带内，被滤波器选出，并经检波器加到示波管的垂直偏转板，即光点垂直偏移正比于该频率分量的幅值。同时，由于示波管的扫描电压就是扫频信号的调制电压，故水平轴已
6、变成频 率轴。屏幕上将显示输入信号的频谱图。,F40函数信号发生器的测试,4）频谱分析仪使用方法,a）Frequency频率控制键,图 10-5 Frequency的功能菜单,F40函数信号发生器的测试,4）频谱分析仪使用方法,b）Frequency频率控制键,F1：Center设定 直接用数字键设定，或用上/下方向键或旋钮调整中央频率。 F2和F3：Start和Stop设置 通常用数字键输入；也可通过上/下键和旋转键设置。 F5：Peak to Center 先找到峰值信号的频率，然后改变中央频率为峰值频率。,F40函数信号发生器的测试,4）频谱分析仪使用方法,c）Span功能控制键,F40
7、函数信号发生器的测试,4）频谱分析仪使用方法,d）Span功能控制键,F1：Span 是界定测量的频率范围 F2：全展幅(Full Span) 的设定为2700MHz，也就是开始频 率为0，结束频率为2700MHz F3：零展幅(Zero Span)会停止频率扫描并停留在中央频率 的位置，也就是只测量中央频率 F4：LastSpan，最后一次的展幅 编辑：用数字键输入 上/下方向键和旋钮：以1-2-5 的顺序改变展幅(Span)。,F40函数信号发生器的测试,4）频谱分析仪使用方法,e）振幅功能,F40函数信号发生器的测试,4）频谱分析仪使用方法,f）振幅功能,F1：参考准位(Ref Leve
8、l)，显示在屏幕最上层，一般在Ref Level 之下输入信号 F2：Scale以10-5-2-1 的顺序切换刻度，此为图像放大的功能 F3：单位(Unit）包括dBm、dBuV、dBmv 和dBm/Hz F4：增益和消耗(ExtGain/Loss)的功能容许应用上引起的振 幅偏移 F5：Input Z 可切换50 和75 间的输入阻抗，为软件调整 F6：Input Z Cal 可提供75 转换器输入的补偿，理想的数字 为5.9dB。,F40函数信号发生器的测试,4）频谱分析仪使用方法,g）测量群组,Marker键：提供单一光标模式与多光标模式 Peak Search键 ：用游标去寻找显示器上
9、的峰值信号 Mkr-Center键：将中央频率变成光标所在的频率。 Next Peak键：让游标去寻找显示器上下一个峰值信号。 Peak Right键：游标去寻找右边下一个峰值信号。 Peak Left键：让游标去寻找左边下一个峰值信号。 Track键：让光标一直不断的去寻找峰值信号并将其移到显 示器的中央。,F40函数信号发生器的测试,4）频谱分析仪使用方法,h）控制功能,F40函数信号发生器的测试,4）频谱分析仪使用方法,i）控制功能,频宽(BW) ：包括RBW、VBW和SweepTime，所有功能都有自动（Auto）和手动（Manual）模式，在全自动模式，这些参数都与展幅（Span）互
10、有关联，也就是说，在不同的Span设定下，本机会自动选择最适当的RBW和VBW组合。BW的每一参数都可分别以手动模式设定。 在手动模式下，RBW的档位有3k、30k、300k、和4MHz；VBW以1-3的顺序，选择在10Hz到1MHz之间。 将SweepTime 改为Manu 模式，直接可输入扫描时间，最少为100ms。,F40函数信号发生器的测试,5）注意事项 影响频谱分析仪幅度谱迹线显示的因素有频率（横轴）、幅度（纵 轴）两方面： a）频率 与频率显示有关的频谱仪指标:频率范围、扫描宽度 、频率分辨率 、扫描时间 、相位噪声。 与频率显示有关的频谱仪功能设置键：Span、中心频率、RBW。
11、 b）幅度 与幅度显示有关的频谱仪指标：动态范围、灵敏度 、参考电平。 与幅度显示有关的频谱仪功能设置键：纵坐标类型、刻度/div 、参考电平。,F40函数信号发生器的测试,三、项目测试过程：信号频谱特性 频谱测量连接框图,F40函数信号发生器的测试,三、项目测试过程：信号频谱特性 1、调幅信号频谱测试 1）F40型函数信号发生器输出调幅信号：载波信号为正弦波，频率为1MHz，幅度为2VP-P，调制信号频率为20KHz，调制深度为50%； 2）设置频谱分析仪参数： Center为1MHz、Star为920KHz、Stop为1080KHz、Ref level为0dB、Scale为10dBm、RB
12、W为3KHz； 3）从频谱分析仪上观察调幅波信号的频谱分布，并测量其基波、二次谐波成分的幅度和频率，。,F40函数信号发生器的测试,三、项目测试过程：信号频谱特性 2、方波信号频谱测试 1）F40型函数信号发生器输出信号为方波，频率为2MHz，幅度为2VP-P； 2）设置频谱分析仪参数： Center为1MHz、Star为800KHz、Stop为18MHz、Ref level为0dB、Scale为10dBm、RBW为3KHz； 3）从频谱分析仪上观察函数信号发生器输出方波信号的频谱分布，并测量基波、二次谐波、三次谐波、四次谐波、五次谐波、六次谐波、七次谐波成分的幅度和频率。,F40函数信号发生
13、器的测试,三、项目测试过程：信号频谱特性 3、正弦波信号失真度测试 1）F40型函数信号发生器输出信号为正弦波，频率为1MHz，幅度为2VP-P； 2）设置频谱分析仪参数： Center为1MHz、Star为800KHz、Stop为8MHz、Ref level为0dB、Scale为10dBm、RBW为3KHz； 3）从频谱分析仪上观察函数信号发生器输出正弦波信号的频谱分布，测量其基波、二次谐波成分的幅度和频率，并根据公式计算失真度。,F40函数信号发生器的测试,三、项目测试过程：信号频谱特性 1混频器 1）混频器工作原理,F40函数信号发生器的测试,三、项目测试过程：信号频谱特性 频谱分析仪的
14、其他测量 1）通讯监测,F40函数信号发生器的测试,三、项目测试过程：信号频谱特性 频谱分析仪的其他测量 1）通讯监测,为了监视某地区01250MHz的通讯概况，由频谱分析仪测量得知在125MHz、380MHz、750MHz、1200MHz等频率有人正使用中，根据频谱分析仪显示的信号高度，可判断其对应的输出功率值，另外依据需要可将频谱分析仪之扫描频宽适当地调整(如缩小)，做较精细的选择，以评估该地区干扰信号的状况。,F40函数信号发生器的测试,三、项目测试过程：信号频谱特性 频谱分析仪的其他测量 2）CATV载波频率的测量,F40函数信号发生器的测试,三、项目测试过程：信号频谱特性 频谱分析仪的其他测量 2） CATV载波频率的测量,选定待测频道，调整滤波器的导通频道，设定频谱分析仪的测量起始与终止频率。 调整载波在屏幕中心，展频宽度（RBW）为6MHz，分辨率（RBW）为100kHz，以亮点（Marker）标示载波的最大值，纪录亮点显示的视讯载波频率，移动亮点以读出色副载波的频率，同样方法读出声音载波频率，比较三者的关系是否符合规范值。,F40函数信号发生器的测试,课堂总结,（1）GSP-827型频谱分析仪的使用方法 （2） GSP-827型频谱分析仪工作原理 （3）频域测量与时域测量的关系,F40函数信号发生器的测试,作业,
