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使用微波信號分析儀進(jìn)行功率測量的注意事項

作者: 時間:2016-12-27 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
微波信號分析儀是重要的電子測量儀器之一,進(jìn)行信號功率測量是其重要功能。近年來微波信號分析儀的信號功率測量準(zhǔn)確度越來越高。但是多數(shù)儀器操作者尤其是初級使用的人由于容易忽略的細(xì)節(jié)問題,即使使用了高性能的信號分析儀,依然常常導(dǎo)致測試結(jié)果產(chǎn)生較大的測量誤差甚至得到錯誤的結(jié)果。本文針對使用信號分析儀器進(jìn)行功率測量過程中總結(jié)了五大注意事項。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201612/334234.htm

1.注意測試電纜選擇及使用

信號通過測試電纜從輸入端到輸出端,都會有一定的通路衰減,衰減量的大小與測試電纜型號、長度以及工作信號的頻率有關(guān)。工作頻率越高、電纜越長衰減量越大,對于長1.5m的低損耗同軸電纜,工作到50GHz時其電纜衰減量高達(dá)8dB,對于普通的其它同軸電纜衰減量會更大。因此在進(jìn)行信號測量之前,必須使用功率計對測試電纜進(jìn)行補償校準(zhǔn),將得到的補償值保存在信號分析儀中,利用信號分析儀的幅度修正功能,來消除電纜損耗帶來的影響。對于高頻段小信號的測量,一定要選擇屏蔽性能良好的低損耗同軸電纜。

測試電纜在進(jìn)行連接時要非常謹(jǐn)慎,兩臺儀器通過電纜進(jìn)行連接時,電纜的實際彎曲半徑不能小于電纜指標(biāo)要求的靜態(tài)彎曲半徑和動態(tài)彎曲半徑,因為過小的彎曲半徑會使連接電纜的性能參數(shù)發(fā)生變化,特別是引起特性阻抗參數(shù)的變化,使信號通路駐波變差,影響測量功率的精度。因此電纜在使用過程中,盡可能使整個電纜保留較大的彎曲半徑,對于硬度較大的半鋼電纜,在使用完后盡量保留上次使用時的形狀,不要刻意去掰直或保持某種狀態(tài),以降低電纜在反復(fù)彎曲的過程中,電纜性能參數(shù)的變化,進(jìn)而影響測量信號精度。可以說合理的測試電纜選擇與使用對實現(xiàn)功率的準(zhǔn)確測量非常關(guān)鍵。

2.注意轉(zhuǎn)接連接器的選擇及使用

測試電纜通過轉(zhuǎn)接連接器與測試儀器相連接,連接的好壞也會影響測試信號功率的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行測量連接之前,首先應(yīng)對連接器進(jìn)行檢查和清潔,確保連接器干凈、無損器,尤其是2.4mm和1.85mm轉(zhuǎn)接連接器的陰頭是否有裂口或形變。在進(jìn)行連接時一定要保證電纜接頭的松緊要適度,既不能擰的太松引起接觸不良,損耗太大,也不能擰的太緊,容易損傷接頭及轉(zhuǎn)接連接器。正確的操作過程如下:首先對準(zhǔn)兩個互連器件的軸心,保證陽頭連接器的插針同心地滑移進(jìn)陰頭連接器的接插孔內(nèi)。然后將兩個連接器平直地移到一起,使它們能平滑接合,旋轉(zhuǎn)連接器的螺套(注意不是旋轉(zhuǎn)連接器本身)直至擰緊,連接過程中連接器間不能有相對的旋轉(zhuǎn)運動。最后使用力矩扳手?jǐn)Q緊完成連接,注意力矩扳手不要超過起始的折點,可使用輔助的扳手防止連接器轉(zhuǎn)動,且記不可用力過大以損壞接頭。

3.注意預(yù)留合理預(yù)熱時間

從打開整機電源到進(jìn)行信號測量之前,必須給整機預(yù)留一定的預(yù)熱時間,這個時間通常要求大于10分鐘,且在整機預(yù)熱過程中,整機保持全頻寬連續(xù)掃描狀態(tài)。因為從開機的低溫到正常工作的恒溫狀態(tài),整機微波部件的性能參數(shù)、晶體振蕩器及器件參數(shù)都會發(fā)生一定變化,這些參數(shù)會影響整機測量準(zhǔn)確性。因此,測量之前保持整機全掃寬狀態(tài),必須預(yù)留足夠的預(yù)熱時間,保證整機微波部件、器件參數(shù)不再變化,以實現(xiàn)測量的準(zhǔn)確性,尤其是事項對高頻段信號的功率準(zhǔn)確測量。

4.合理選擇交直流切換

信號分析儀射頻通路默認(rèn)狀態(tài)除保持衰減器的10dB衰減默認(rèn)狀態(tài)外,更重要的一點是衰減器包含一個交流(AC)耦合與直流(DC)耦合切換,默認(rèn)狀態(tài)下衰減器選擇在交流(AC)耦合狀態(tài)下,主要是防止輸入信號中包含直流成分摔壞混頻器。但是對小于10MHz及以下的射頻輸入信號,直接通過交流(AC)耦合擋會產(chǎn)生較大的衰減。因此要實現(xiàn)小于10MHz及以下信號的功率準(zhǔn)確測量,需要人為將衰減器切換到直流(DC)耦合狀態(tài)。同時為了有效防止射頻信號中的直流成分進(jìn)入混頻器,在進(jìn)行測試前一定要確定輸入的射頻信號不包含直流分量。

5.注意對儀器定期進(jìn)行計量校準(zhǔn)

當(dāng)測試儀器使用了較長時間(一般指一年以上)后,整機器件的性能參數(shù)往往會發(fā)生一定的變化,出廠時的調(diào)試數(shù)據(jù)與實際調(diào)諧頻點會產(chǎn)生一定偏移,特別是整機通路濾波器發(fā)生一定偏移,進(jìn)而影響信號功率測量的精度。因此要保證信號分析儀器測量高精度,客戶需要定期對儀器(通常為一年)進(jìn)行計量,通過計量修正器件老化而帶來的出廠參數(shù)變化。

總之,只要測試工作者關(guān)注上述儀器的注意事項,就可以使用信號分析儀進(jìn)行正確功率測量。目前信號分析儀器功率測量準(zhǔn)確度范圍大約在±0.5dB~±3dB之間,如果用戶需要更高精度的功率測量,則需要選擇其他專門的功率測試儀器,比如功率計、測量接收機等。



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