頻譜分析儀的那些事兒--之跟蹤源（TG）

跟蹤源也稱為TG（Tracking Generator），是頻譜分析儀的一種常見擴展功能。TG是一個信號源，它所產生的信號頻率完全與頻譜分析儀的調諧頻率相一致，也就是當前頻譜分析儀掃描到那個頻率TG就發(fā)出那個頻率的正弦波。掃描做主，TG做從，無需選擇，自動關聯(lián)。
TG的定位是利用頻譜分析儀掃描的本振，當頻譜分析儀設置為零掃寬的時候，本振處于固定頻點的狀態(tài)，改變此時頻譜分析儀的中頻中心頻點,TG的輸出將成為一個可調諧的模擬射頻信號源。但是TG結構上比較簡單，指標上不能與獨立的射頻信號源相比，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這個射頻信號源是一個模擬單音源，且相噪指標和頻譜分析儀相同。
當TG輸出跟隨掃描的時候，頻譜分析儀變成了一臺網絡分析儀，可以測量置于頻譜分析儀與跟蹤源之間的雙端口網絡器件的頻率響應，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檢波的功率檢測，不能測量相位信息因此只是一臺標量網絡分析儀。對于同一個頻點，也可以執(zhí)行功率掃描，使TG的輸出功率按照一定的步進遞增，完成一個功率范圍的掃描。

如果在頻譜分析儀外部增加一個定向耦合器，將DTU輸入端的反射耦合會射頻輸入端（RF in），則這臺標量網絡分析儀就具有了測量S11反射系數的能力。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，因為不是所有入射到器件中的能量都可以被完全吸收，部分能量將被反射回信號源，比較入射和反射信號可確定能量的傳輸效率，用于評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置在TG輸出端口內部，耦合端在內部反射回RF in。由于內置耦合器固定在儀器內部，使得其相頻響應校準成為可能，從而具有測量矢量S11的能力，最典型的例子是測量電纜故障點，是根據測量反射波的相位得到較精確的發(fā)射和反射關系，從而得到器件的阻抗不連續(xù)點的特性。
在測量S21傳遞特性時通常將校準線損稱為“歸一化”：現(xiàn)將雙端口待測儀器取下，直連兩條端口的電纜和連接器，進行TG的“歸一化”操作，則線纜的頻響將存儲在頻譜分析儀內部，此時顯示的響應將是一條理想的水平線，然后再將待測器件接入電纜之間，執(zhí)行TG掃描，從而得到待測器件本身的幅頻特性。若更換了電纜，需要重新進行“歸一化”操作。
在測量S11反射特性時，外部的連接電纜及定向耦合器的插損及耦合度都會影響實際測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，校準方法通常需要開路校準、短路校準、負載校準反射校準等。