同样的频谱仪,不同的人测出来的结果可能差好几dB。测量精度除了依赖仪器本身的性能,更多时候取决于操作者的方法。以下是维修老师傅总结的几个提升测量精度的实用技巧,学会了你也能成为射频测量高手。
选择合适的分辨率带宽(RBW)
RBW是频谱仪中影响测量精度最重要的参数之一。RBW越小,频率分辨率越高,能分辨出靠得更近的信号,但扫描速度会变慢,噪声底噪会相对升高。RBW越大,测量速度越快,但无法分辨相邻的信号。
测量原则:能分辨两个相邻信号时,RBW应小于或等于两个信号频率之差。如果只是看一个单载波信号的幅度,RBW对幅度影响不大,但如果需要精确测量谐波或杂散信号,RBW越小越好。
有一个常用经验:测量主载波幅度时RBW可以设得较大(方便快捷),测量杂散信号时RBW必须设小,才能看到真实的杂散水平。
视频带宽(VBW)不是越大越好
VBW控制的是显示端的低通滤波器,用于平滑显示噪声。VBW设置过大会掩盖低电平信号;VBW设置过小虽然画面干净,但测量速度变慢,且可能平滑掉真实的信号细节。
VBW与RBW的关系:通常将VBW设为RBW的0.1到10倍之间。对于大多数测量,将VBW设为RBW的3~10倍,可以获得平滑且不失真的显示效果。
平均次数不是越多越好
打开平均功能可以有效降低噪声,使测量曲线更平滑。但平均次数过多会带来两个问题:一是测量时间成倍增加,二是可能会平滑掉真实存在的低电平信号。
合理做法:根据信号特点选择平均次数。测量稳定的大信号,10~100次平均足够;测量低电平或跳变的信号,平均次数过多反而会抹掉有用信息。
输入衰减器的设置艺术
输入衰减器决定进入频谱仪前端的信号功率。衰减太大,信号被过度衰减,噪声底噪相对抬高;衰减太小,前端过载,产生失真。
自动衰减模式下,仪器会根据输入信号自动调整衰减量,但在某些场合手动设置更精准。对于功率已知的稳定信号,建议手动设置一个固定衰减量,这样多次测量时结果具有可比性。
参考电平的正确设置
参考电平决定屏幕上端的幅度刻度范围。如果信号幅度接近或超过参考电平,信号顶端会被"切掉",显示的幅度比实际偏小。
设置原则:参考电平应设置为略高于被测信号最大幅度,一般留5~10dB的余量。测量宽带噪声信号时,参考电平可以设高一些,让噪声分布显示在屏幕中间区域,便于观察。
底噪(DANL)决定弱信号测量能力
频谱仪的噪声底噪决定了它能测量的最小信号。噪声底噪越高,能测到的弱信号越少。如果发现频谱仪底噪明显升高,先检查输入衰减器是否设得过大(衰减越大,底噪越高),再检查是否开启了不必要的预放。
降低底噪的方法:减小RBW、减小输入衰减、开启前置放大器(在信号足够强的情况下)。
测量距离和位置也会影响结果
射频测量中,被测件与频谱仪之间的距离和位置都会影响测量结果,特别是对功率敏感的测量。天线测量和EMC测试尤其要注意这一点。