频谱分析仪的使用方法

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1、的使用方法(第一页)13MHZ言号。一般情况下，可以用示波器判断 13MHZ电路信号的 存在与否，以及信号的幅度是否正常，然而，却无法利用示波器确定 13MHZ电路信号的频率是否正常，用频率计可以确定 13MHz电路信号 的有无，以及信号的频率是否准确， 但却无法用频率计判断信号的幅 度是否正常。然而，使用频谱分析仪可迎刃而解，因为频谱分析仪既 可检查信号的有无， 又可判断信号的频率是否准确， 还可以判断信号 的幅度是否正常。同时它还可以判断信号，特别是VCO言号是否纯净。 可见频谱分析仪在手机维修过程中是十分重要的。另外，数字手机的接收机、 发射机电路在待机状态下是间隙工作 的，所以在待机状

2、态下，频率计很难测到射频电路中的信号，对于这 一点，应用频谱分析仪不难做到。一、使用前须知 在使用频谱分析仪之前，有必要了解一下分贝 (dB) 和分贝毫瓦(dBm)的基本概念，下面作一简要介绍。1 分贝 (dB) 分贝是增益的一种电量单位， 常用来表示放大器的放大能力、 衰减量 等，表示的是一个相对量，分贝对功率、电压、电流的定义如下： 分贝数： 101g(dB)分贝数=201g(dB) 分贝数=201g(dB) 例如：A功率比B功率大一倍，那么，101gA/B=10182 3dB,也就 是说，A功率比B功率大3dB,2分贝毫瓦 (dBm)分贝毫瓦(dBm)是一个表示功率绝对值的单位，计算公式

3、为：分贝毫瓦 =101g(dBm)例如，如果发射功率为Imw,则按dBm进行折算后应为：101glmw/ 1mw=0dBm如果发射功率为 40mw 贝U 10g40vy/ 1mw-46dBm二、频谱分析仪介绍生产频谱分析仪的厂家不多。 我们通常所知的频谱分析仪有惠普 (现在惠普的测试设备分离出来，为安捷伦 ) 、马可尼、惠美以及国产 的安泰信。相比之下，惠普的频谱分析仪性能最好，但其价格也相当 可观，早期惠美的 5010频谱分析仪比较便宜， 国产的安泰 5010频谱 分析仪的功能与惠美的 5010差不多，其价格却便宜得多。 下面以国产安泰 5010频谱分析仪为例进行介绍。1 性能特点AT501

4、0最低能测到2.24uv，即是-100dBm 一般示波器在Imv, 频率计要在20mv以上，跟频谱仪比相差10000倍。如用频率计测频 率时，有的频率点测量很难，有的频率点测最不准，频率数字显示不 稳定，甚至测不出来。 这主要足频率计灵敏度问题， 即信号低于 20mv频率计就无能为力了，如用示波器测量时，信号5失真示波器看不出来，在频谱仪上万分之一的失真都能看出来。 但需注意的是，频谱仪测量的是高频信号，其高灵敏度也就决定了， 要注意被测信号的幅度范围，以免损坏高频头，在 2.24uv-1V 之间， 超过其范围应另加相应的衰减器。AT5010频谱分析仪频率范围在0.151000MHz(1G)其

5、系列还有 3G 8G 12G等产品。AT5010频谱分析仪可同时测量多种(理论上是无数个)频率及幅度，Y 轴表示幅度， X 轴表示频率，因此能直观的对信号的组成进行频率幅 度和信号比较，这种多对比件的测量， 示波器和频率计是无法完成的。 2性能指标(1) 频率频率范围： 0151050MHz中心频率显示精度：士 lOOkHz 频率显示分辨率： lOOkHz扫频宽度：100kHz/格一100MHz7格中频带宽(一 3dB): 400kHz 和 20kHz扫描速度： 43Hz(2) 幅度幅度范围：一 100+13dBm屏幕显示范围：80dBm(10d/格)参考电平：一 27-13dBm(每级10d

6、B)参考电平精度： 2dD平均噪声电平：一 99dBm(3) 输入。输入阻抗： 50n插座： BNC衰减器： 040dB输入衰减精度： 1dDm最大输入电平： +10dBm、+25V(DC)3安泰 5010频谱分析仪功能介绍安泰 5010频谱分析仪面板功能示意图如图 4-4 所示。(1) 聚焦旋钮(FOCJS):用于光点锐度调节。(2) 亮度调节旋钮(1NTENS)用于光点亮暗调节。(3) 电源开关(POWER)被按下后，频谱分析仪开始工作。(4) 轨迹旋钮(TR):即使有磁性(铍膜合金)屏蔽，地球磁场对水平扫 描线的影响仍不可能避免。 通过轨迹旋钮内装的一个电位器来调整轨 迹；使水平扫描线与

7、水平刻度线基本对齐。频谱分析仪的使用方法(第二页)(9) 中频带宽选择(400kHz、20kHz):选在20kHz带宽时，噪声电平降 低，选择性提高， 能分隔开频率更近的谱线。 此时，若扫频宽度过宽，则由于需要更长的扫描时间，从而造成信号过渡过程中信号幅度降 低，使测量不正确。此时“校准失效”LED发亮即表明这一点。(10) 视频滤波器选择(VIDEOFILTER)可用来降低屏幕上的噪声，它 使得正常情况下， 平均噪声电平刚好高出其信号 (小信号)谱线，以便 于观察。该滤波器带宽是 4kHz。(11) Y移位调节(Y-POS):调节射速垂直方向移动。(12) BNC5011输入端口(1NPUT

8、5011):在不用输入衰减时，不允许超 出的最大允许输入电压为+25V(DC和十10dBm(AC)当加上40dB最 大输入衰减时，最大输入电压为 +20dBm。(13) 衰减器按钮：输入衰减器包括有 4个10dB衰减器，在信号进入 第一混频器之前， 利用衰减器按钮可降低信号幅度。 按键压下时衰减 器接人。在连接任何信号到输入端之前，先选择设置为最高衰减量 (4x10dB) 和最高可用频宽 (扫频宽度 100MHz 格)，若此时将中心频率调在 500MHz则在最大可测和显示频率范围内检测出任意谱线。当衰减减小时，基线向上移动，则可指出在最大可显示频率范围 ( 例如 1200MHz) 之外信号幅度

9、有溢出。(14) 扫频宽度选择按键(SCANWIDTH)用来调节水平轴的每格扫频宽 度。用 u 按键来增加每格频宽，用 t 按键来减少每格频宽。转换是1 2 5步级，从100kHz/格-100MHz/格。此扫频宽度以 MH?/格 显示出，它代表水平线每格刻度。 中心频率是指水平轴心垂直刻线处 的频率。假如中心频率和扫频宽度设置正确，X轴有10分格的长度，则当扫频宽度低于IOOM Hz寸，只有全频率范围的一部分可被显示。 当扫频宽度设在100MH/格位置，中心频率设在 500MHz时，显示频 率以每格100MHz扩展到右边，最右是 1000MHz(500MHz+5x100MHz) 同样，中心向左

10、边则频率减低。此情况下，左边的刻线代表0Hz。这时，可以看到一条特别的谱线，即，“ 0频率” 。这是由于第一本地 振荡器频率通过了第一中频而产生的。 当中心频率相对于扫频宽度较 低时有此现象。“0 频率”的幅度对每台频谱仪是不一样的。它不能作参考电平来使 用。显示在“ 0频率”点左边的那些谱线被称为镜频。在“ 0扫频” 模式时，频谱仪工作就像是一台可选择 (中频)带宽的接收机， 此时频 率的选择是通过“中心频率”旋钮来实现的。 通过中频滤波器的频谱 线产生一个电平显示。所选的扫频宽度/格值由设置按键上方的 LED显示出来。(15) 水平位置旋钮(X-POS):水平位置调整旋钮。(16) 水平幅

11、度调整旋钮(X-AMPL):水平幅度调整旋钮。水平位置及水平幅度调节仅仅在仪器校准时才用。 在正常使用下一般 无须调节。 当需要对它们实施调节时， 则需要用一台很精确的射频振 荡器配合使用。(17) 耳机插孔 (PHONE：) 阻抗大于 16n 的耳机或扬声器可以连到耳机 插孔。当频谱仪对某一个谱线调谐好时， 可能有的音频会被解调出来。(18) 音量调节(VOL):调节耳机输出的音量。(19) 频率显示屏： 在频谱分析仪上有一个频率显示屏， 显示频标所在 位置的频率值。三、频谱分析仪的使用1 指导(1) AT5010频谱分析仪测量幅度为：-100dBm-+13dBm 即:信号强 度达到最高的一

12、条水平刻度线时，此信号的幅度为-27dBm每下一大 格减10dBm如果频谱分析仪上的40dB衰减器全按下时，此时最高 水平刻度线幅度为 +13dBm(-27dBm+40dBm)(2) 手机有些信号测试点可以直接用高频电缆连接频谱仪进行测量。 但有部分测试点因为存在阻抗匹配的问题， 不能直接测量， 可选用安 泰AZ530-H高阻抗探头，探头输入电容为2pF,阻抗极高，可以直接 定量测量手机上任何射频信号不会对被测电路有任何影响。 AZ530-H 高阻抗探头本身有20dB(典型值)的衰减，因此用其作定量测量时， 要在其直接读数上加 20dB。2操作 用频谱分析仪测量手机的射频信号比较方便，例如，测

13、量爱立信 T18 第二中频信号(6MHz)时，可按以下方法进行。(1) 打开频谱分析仪，调节亮度和聚焦旋钮，使屏幕上显示的光迹清 晰。调节扫频宽度选择按键(SCANWIDTH按键，使1MHZ指示灯亮，表 示每格所占频率为 1MHz。(3) 调节中心频率粗细调调节旋钮，使频标位于屏幕中心位置，所 指频率为 6MHz。(4) 将频谱仪探头外壳与T18电路主板接地点相连，探针插到第二中 频滤波器的输出端， 在电流表指针摆动时观察频谱仪屏幕上是否有脉 冲式图像，正常情况下，当电流表指针摆动时，有脉冲图像出现在 6MH濒标位置。再如，用频谱分析仪测量诺基 3310功放输出信号的频谱，可按以下 步骤进行测

14、量。(1) 打开频谱分析仪，调节亮度和聚焦旋钮，使屏幕上显示清晰的图 像。(2) 调节中心频率粗细调调节旋钮，使频标位于屏幕中心位置，显 示屏显示频率值为 900MHz。 调节扫频宽度选择按键(SCANWIDTH按键，使10MHZ指示灯亮，表 示每格所占频率为 10MHz。（4）将频谱仪外壳与 3310 主板接地点相连，控针插到功放块的输出 端，并拨打“ 112”，观察电流表摆动的同时观看频谱仪屏幕上有无 脉冲图像，正常情况下，在900M H濒标附近会出现脉冲图像，但幅 度会超出屏幕范围，可以按衰减按键，使图像最高点在屏幕范围内。（5）标记按钮（ONOFF）当标记按钮置于OFF断）位置时，中心频率（CF）指示器发亮，此时显示器读出的是中心频率，当此开关在ON通）位置时，标记（MK）指示器发亮，此时显示器读出的是标记的频率，该标 记在屏幕上是一个尖峰。（6）标记旋钮 （MARKER：） 用于调节标记频率。（7）LED 指标灯：闪亮时表示幅度值不正确。这是由于扫频宽度和中 频滤波器设置不当而造成幅度降低所致。 这种情况可能出现在扫频范 围过大时（相对于中频带宽（20kHz），或视频滤波器带宽（4kHz），若 要正确测量，可以不用视频滤波器或者减小扫频宽度。