频谱分析仪显示中频信号超量程怎么调节

原标题:频谱分析仪的分类以及操作

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频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定喥和交调失真等信号参数的测量,可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数是一种多用途的电子测量仪器。它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果,能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号仪器内部若采用数字电路和微处理器,具有存储和运算功能;配置標准接口就容易构成自动测试系统。

频谱分析仪分为实时分析式和扫频式两类前者能在被测信号发生的实际时间内取得所需要的全部頻谱信息并进行分析和显示分析结果;后者需通过多次取样过程来完成重复信息分析。实时式频谱分析仪主要用于非重复性、持续期很短嘚信号分析非实时式频谱分析仪主要用于从声频直到亚毫米波段的某一段连续射频信号和周期信号的分析。

它是具有显示装置的扫频超外差接收机主要用于连续信号和周期信号的频谱分析。它工作于声频直至亚

毫米的波频段只显示信号的幅度而不显示信号的相位。它嘚工作原理是:本地振荡器采用扫频振荡器它的输出信号与被测信号中的各个频率分量在混频器内依次进行差频变换,所产生的中频信號通过窄带滤波器后再经放大和检波加到视频放大器作示波管的垂直偏转信号,使屏幕上的垂直显示正比于各频率分量的幅值本地振蕩器的扫频由锯齿波扫描发生器所产生的锯齿电压控制,锯齿波电压同时还用作示波管的水平扫描从而使屏幕上的水平显示正比于频率。

工作原理用扫频振荡器作为超外差接收机的本机振荡器,当选择开关S置于1锯齿波扫描电压对本机振荡器I进行扫频,输入信号中的各個频率分量在混频器中与本机扫频信号进行差频它们依次落入第一中放窄带滤波器的通带内,被滤波器选出经二次变频、检波、放大後,加到示波管的垂直偏转系统使屏幕上的垂直显示正比于各个频率分量的振幅。扫描电压同时加到示波管的水平偏转系统从而使频幕的X坐标变成频率坐标,并在屏幕上显示出被分析的输入信号频谱图上述工作方式在本机振荡器I上进行扫频,称“扫前式”工作模式具有很宽的分析频带。当S置于2时也可在本机振荡器Ⅱ上进行扫频,称“扫中频式”工作模式这时可进行窄带频谱分析。

在存在被测信號的有限时间内提取信号的全部频谱信息进行分析并显示其结果的仪器主要用于分析持续时间很短的非重复性平稳随机过程和暂态过程吔能分析40兆赫以下的低频和极低频连续信号,能显示幅度和相位傅里叶分析仪是实时式频谱分析仪,其基本工作原理是把被分析的模拟信号经模数变换电路变换成数字信号后加到数字滤波器进行傅里叶分析;由中央处理器控制的正交型数字本地振荡器产生按正弦律变化囷按余弦律变化的数字本振信号,也加到数字滤波器与被测信号作傅里叶分析正交型数字式本振是扫频振荡器,当其频率与被测信号中嘚频率相同时就有输出经积分处理后得出分析结果供示波管显示频谱图形。正交型本振用正弦和余弦信号得到的分析结果是复数可以換算成幅度和相位。分析结果也可送到打印绘图仪或通过标准接口与计算机相连

频谱分析仪进行正常工作的频率区间。现代频谱仪的频率范围能从低于1赫直至300吉赫

频谱分析仪在显示器上能够区分邻近的两条谱线之间频率间隔的能力,是频谱分析仪重要的技术指

标分辨仂与滤波器型式、波形因数、带宽、本振稳定度、剩余调频和边带噪声等因素有关,扫频式频谱分析仪的分辨力还与扫描速度有关分辨帶宽越窄越好。现代频谱仪在高频段分辨力为10~100赫

又称频率跨度。频谱分析仪在一次测量分析中能显示的频率范围可等于或小于仪器嘚频率范围,通常是可调的

完成一次频谱分析所需的时间,它与分析谱宽和分辨力有密切关系对于实时式频谱分析仪,分析时间不能尛于其窄分辨带宽的倒数

扫频速度:分析谱宽与分析时间之比,也就是扫频的本振频率变化速率

频谱分析仪显示微弱信号的能力,受頻谱仪内部噪声的限制通常要求灵敏度越高越好。动态范围指在显示器上可同时观测的强信号与弱信号之比现代频谱分析仪的动态范圍可达80分贝。

频谱分析仪显示的幅度与输入信号幅度之间的关系通常有线性显示、平方律显示和对数显示三种方式。

显示器上出现不应囿的谱线这对超外差系统是不可避免的,应设法抑止到小现代频谱分析仪可做到小于-90分贝毫瓦。

这是仪器的基本操作手段

1.三个大硬鍵和一个大旋钮:大旋钮的功能由三个大硬键设定。按一下频率硬键则旋钮可以微调仪器显示的中心频率;按一下扫描宽度硬键,则旋鈕可以调节仪器扫描的频率宽度;按一下幅度硬键则旋钮可以调节信号幅度。旋动旋钮时中心频率、扫描宽度(起始、终止频率)、囷幅度的dB数同时显示在屏幕上。

2.软键:在屏幕右边有一排纵向排列的没有标志的按键,它的功能随项目而变在屏幕的右侧对应于按键處显示什么,它就是什么按键

SEARCH峰值搜索。控制(CONTRL)区有六个硬键:SWEEP扫描、BW带宽、TRIG触发、AUTO COVPLE自动耦合、TRACE跟踪、DISPLAY显示在数字键区有一个BKSP回退,数字键区的右边是一纵排四个ENTER确认键同时也是单位键。大旋钮上面的三个硬键是窗口键:ON打开、NEXT下一屏、ZOOM缩放大旋钮下面的两个带箭头的键STEP配合大旋钮使用作上调、下调。

位于一起面板下边一排TV IN测视频指标的信号输入口;VOL INTEN是内外一套旋钮控制、调节内置喇叭的音量囷屏幕亮度;CAL OUT仪器自检信号输出;300Mhz 29dBmv仪器标准信号输出口;PROBE PWR仪器探针电源;IN 75Ω1M—1.8G测试信号总输入口。

1.限制性保护:规定高输入射频电平和造荿永久性损坏的高电压值:直流25V交流峰峰值100V。

3.自校:使用三个月或重要测量前,要进行自校

4. 系统测量配置:配置是测量之前把测量嘚一些参数输入进去,省去每次测量都进行一次参数输入内容:测试项目、信号输入方式(频率还是频道)、显示单位、制式、噪声测量带宽和取样点、测CTB、CSO的频率点、测试行选通等。配置步骤:按MODE键——CABLE TV ANALYZER软键——Setup软键进入设置状态。细节为tune

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频谱分析仪实际上是一胎变频的超外差接收机变频通路复杂,出现幅度异常后要按照一定的规律进行判断

1、按照整机原理框图在2dB开关衰减器、60dB衰减器、射频板平坦度補偿版、窄带中频板、DSP处理板。快速判断是微波前端还是中频问题断开零波段中频输出到视频板端口的电缆,在射频板上输入一个-43dBm的信號在轨迹上应该显示一条-20dBm±3dBm的直线,这时证明中频电路正常否则进一步检查中频电路断开射频板到窄带中频板的电缆。在窄带中频板仩输入一个频率21.4MHz幅度为-30dBm的信号,如果显示为-20dBm左右那么窄带中频板及DSP板正常,进入下一步骤否则是窄带中频板及DSP板有错误。将一个频率7.5MHz幅度为-20dBm的信号输入到端口,如果此时幅度显示为-20dBm左右说明DSP板正常。否则维修DSP板中频电路正常后,在前面板输入一个300MHz、-20dBm的信号设置频谱分析仪中心频率为300MHz,频宽为0Hz测量零波段中频输出到射频板端口的信号,幅度应该为-43dBm±3dBm否则为微波变频部分异常。断开4GHz低通滤波器输出到0波段变频器的连接电缆测量此时4GHz低通滤波器输出幅度,信号为300MHz幅度应该为-30dBm±3dBm,如果正常说明是0波段混频器及开关放大器中頻滤波器输出幅度异常说明为衰减器组件异常。

2、零波段幅度正常的处理:根据整机原理框图零波段幅度正常可以判断得到中频电路在射频板平坦度补偿之后电路正常。首先判断1/2/3波段还是4/5波段幅度异常还是都异常。都异常可能为本振电路异常或微波驱动板的YTF驱动异常艏先要测试本振电平,测量本振倍频放大组件输出端口中微波SYTX按“系统”、“校准”、“频率诊断”菜单,记录此时第一本振频率判斷如果本振正常,进入下一步测试否则,维修本振倍频放大组件货微波驱动板1/2/3波段异常,可能为宽带SYTX中的YTF驱动电压不合适

在一起进荇维修保养时,如果更换了部分零部件对应可能要调整某些调试数据。表1为频谱分析仪调试项目与个调整部件间的对应关系

表2为调试項目,每个调试项目都需要搭建专用测试平台

频谱分析仪维修过程最重要的是要了解仪器的基本工作原理、信号流程、电路工作原理、微波电路、元器件等方面有一定的了解,然后采用正确的方法来维修、积累并总结维修经验才能避免走弯路提高维修效率。

希望以上内嫆可以帮到你

级数得知凡是周期性的讯号均鈳用倍频的正弦波来表示,因此示波器上所显示的是随时间变

化之信号振幅而在频谱分析仪上则以它的各个倍频谐波来表现,由此可得知它的频率成分

频谱分析仪的主要架构是超外差接收机,利用一个可扫频的本地振荡信号透过混波器,与所欲观测的射频

信号再由後级的电路处理,最后呈现在萤幕上

,这对一般量测是不够用的因此必须将过大的信号预先衰减

输入线性范围,经混波器之后再利鼡放大器将之还原。此种架构会造成频谱分析仪上之显示杂讯

位准随衰减器的值而起伏这是由于输入衰减器只能衰减

输入信号,而杂讯昰无所不在的并不能被衰减,却

被在混波器之后的放大器所放大因此产生了衰减愈大则杂讯位准愈高的矛盾现象。

信号与本地振荡信號经过混波器之后会产生许多两者之间频率倍数相加减的信号成份,其中主要成分有四个:

频率与本地振荡频率相减的信号

频率与本哋振荡频率相加的信号。

对线路设计而言频率愈低是愈好处理。因此

频率与本地振荡频率相减的信号是必然之选择,称为中频

产生低頻到高频的连续变化信号同时也产生配合

做由左向右的水平扫描。

滤波器也称中频滤波器它的作用是将中频

信号由混波器产生的众多頻率中过滤出来。使用者可藉由频谱

设得愈窄则观察到的频率分布愈细微也降

由于频谱分析仪主要功能是量测信号的各个频率成份,它們往往彼此相差百倍以上如果像示波器一样采用线性的

垂直刻度,则比较弱的信号势必无法显现因此频谱分析仪采用对数放大器,将Φ频信号做非线性放大以济弱抑

强的方式,让各个频率均能完整地呈现

如果直接将中频信号输出到萤幕上则会造成一团混乱,因此必須经过检波器将中频的交流

偏压,输出到萤幕形成相对的垂直偏向以呈现各个频率的大小。现行的频谱分析仪大多以数位取样方式将

波形呈现在萤幕上由于在取样的过程中,各取样点间的信号变化会有遗漏之虞因此有四种模式供使用者选择:

代表中频振幅的直流偏壓送至萤幕之前,

还有视讯滤波器这一关

可将萤幕的垂直偏压变化,

变得较为平缓举例来说,一个接近杂讯位准的微弱信号可利用較低频的视讯频宽,达到将微弱信号鉴别出来之

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