頻譜分析儀的那些事兒--之跟蹤源（TG）

跟蹤源也稱(chēng)為TG（Tracking Generator），是頻譜分析儀的一種常見(jiàn)擴(kuò)展功能。TG是一個(gè)信號(hào)源，它所產(chǎn)生的信號(hào)頻率完全與頻譜分析儀的調(diào)諧頻率相一致，也就是當(dāng)前頻譜分析儀掃描到那個(gè)頻率TG就發(fā)出那個(gè)頻率的正弦波。掃描做主，TG做從，無(wú)需選擇，自動(dòng)關(guān)聯(lián)。
TG的定位是利用頻譜分析儀掃描的本振，當(dāng)頻譜分析儀設(shè)置為零掃寬的時(shí)候，本振處于固定頻點(diǎn)的狀態(tài)，改變此時(shí)頻譜分析儀的中頻中心頻點(diǎn),TG的輸出將成為一個(gè)可調(diào)諧的模擬射頻信號(hào)源。但是TG結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單，指標(biāo)上不能與獨(dú)立的射頻信號(hào)源相比，首先TG的頻率輸出分辨率受到掃描精度的限制，其次TG的功率輸出范圍有限，功率輸出分辨率同樣有限，功率輸出精度也有限。TG這個(gè)射頻信號(hào)源是一個(gè)模擬單音源，且相噪指標(biāo)和頻譜分析儀相同。
當(dāng)TG輸出跟隨掃描的時(shí)候，頻譜分析儀變成了一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)分析儀，可以測(cè)量置于頻譜分析儀與跟蹤源之間的雙端口網(wǎng)絡(luò)器件的頻率響應(yīng)，也就是S21。頻率范圍與頻譜分析儀相同，功率范圍是TG的功率輸出范圍，但是頻譜分析儀是基于包絡(luò)檢波的功率檢測(cè)，不能測(cè)量相位信息因此只是一臺(tái)標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀。對(duì)于同一個(gè)頻點(diǎn)，也可以執(zhí)行功率掃描，使TG的輸出功率按照一定的步進(jìn)遞增，完成一個(gè)功率范圍的掃描。

如果在頻譜分析儀外部增加一個(gè)定向耦合器，將DTU輸入端的反射耦合會(huì)射頻輸入端（RF in），則這臺(tái)標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀就具有了測(cè)量S11反射系數(shù)的能力。S11揭示了器件和Z0（特性阻抗，典型值為50Ω）傳輸線之間的失配度，因?yàn)椴皇撬腥肷涞狡骷械哪芰慷伎梢员煌耆?，部分能量將被反射回信?hào)源，比較入射和反射信號(hào)可確定能量的傳輸效率，用于評(píng)估天線等射頻器件或模塊的電壓駐波比特性。

有的頻譜分析儀將定向耦合器內(nèi)置在TG輸出端口內(nèi)部，耦合端在內(nèi)部反射回RF in。由于內(nèi)置耦合器固定在儀器內(nèi)部，使得其相頻響應(yīng)校準(zhǔn)成為可能，從而具有測(cè)量矢量S11的能力，最典型的例子是測(cè)量電纜故障點(diǎn)，是根據(jù)測(cè)量反射波的相位得到較精確的發(fā)射和反射關(guān)系，從而得到器件的阻抗不連續(xù)點(diǎn)的特性。
在測(cè)量S21傳遞特性時(shí)通常將校準(zhǔn)線損稱(chēng)為“歸一化”：現(xiàn)將雙端口待測(cè)儀器取下，直連兩條端口的電纜和連接器，進(jìn)行TG的“歸一化”操作，則線纜的頻響將存儲(chǔ)在頻譜分析儀內(nèi)部，此時(shí)顯示的響應(yīng)將是一條理想的水平線，然后再將待測(cè)器件接入電纜之間，執(zhí)行TG掃描，從而得到待測(cè)器件本身的幅頻特性。若更換了電纜，需要重新進(jìn)行“歸一化”操作。
在測(cè)量S11反射特性時(shí)，外部的連接電纜及定向耦合器的插損及耦合度都會(huì)影響實(shí)際測(cè)到的反射功率的大小，且定向耦合器的耦合度和插損及線纜的插損，都隨著頻率變化而變化，通過(guò)校正所需頻率的線損及定向耦合器的插損和耦合度，將校準(zhǔn)參考平面從射頻輸入口移至DUT端口，就可以消除這些影響。由于涉及到定向耦合器，校準(zhǔn)方法通常需要開(kāi)路校準(zhǔn)、短路校準(zhǔn)、負(fù)載校準(zhǔn)反射校準(zhǔn)等。