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频谱分析仪的使用方法 (频谱分析仪使用说明书下载)

日期:2019-11-12 20:47
浏览次数:3282
摘要:

                                                                                  

在维修手机不入网时,经常需要测量13MHz信号。一般情况下,可以用示波器判断13MHz电路信号的存在与否,以及信号的幅度是否正常,然而,却无法利用示波器确定13MHz电路信号的频率是否正常,用频率计可以确定13MHz电路信号的有无,以及信号的频率是否准确,但却无法用频率计判断信号的幅度是否正常。然而,使用频谱分析仪可迎刃而解,因为频谱分析仪既可检查信号的有无,又可判断信号的频率是否准确,还可以判断信号的幅度是否正常。同时它还可以判断信号,特别是VCO信号是否纯净。可见频谱分析仪在手机维修过程中是十分重要的。
另外,数字手机的接收机、发射机电路在待机状态下是间隙工作的,所以在待机状态下,频率计很难测到射频电路中的信号,对于这一点,应用频谱分析仪不难做到。

一、使用前须知
在使用频谱分析仪之前,有必要了解一下分贝(dB)和分贝毫瓦(dBm)的基本概念,下面作一简要介绍。
1.分贝(dB)
分贝是增益的一种电量单位,常用来表示放大器的放大能力、衰减量等,表示的是一个相对量,分贝对功率、电压、电流的定义如下:
分贝数:101g(dB)
分贝数=201g(dB)
分贝数=201g(dB)
例如:A功率比B功率大一倍,那么,101gA/B=10182’3dB,也就是说,A功率比B功率大3dB,
2.分贝毫瓦(dBm)
分贝毫瓦(dBm)是一个表示功率优良值的单位,计算公式为:
分贝毫瓦=101g(dBm)
例如,如果发射功率为lmw,则按dBm进行折算后应为:101glmw/1mw=0dBm。如果发射功率为40mw,则10g40w/1mw--46dBm。

二、频谱分析仪介绍
生产频谱分析仪的厂家不多。我们通常所知的频谱分析仪有惠普(现在惠普的测试设备分离出来,为安捷伦)、马可尼、惠美以及国产的安泰信。相比之下,惠普的频谱分析仪性能*好,但其价格也相当可观,早期惠美的5010频谱分析仪比较便宜,国产的安泰5010频谱分析仪的功能与惠美的5010差不多,其价格却便宜得多。
下面以国产安泰5010频谱分析仪为例进行介绍。
1.性能特点
AT5010*低能测到2.24uv,即是-100dBm。一般示波器在lmv,频率计要在20mv以上,跟频谱仪比相差10000倍。如用频率计测频率时,有的频率点测量很难,有的频率点测*不准,频率数字显示不稳定,甚至测不出来。这主要足频率计灵敏度问题,即信号低于20mv频率计就无能为力了,如用示波器测量时,信号5%失真示波器看不出来,在频谱仪上万分之一的失真都能看出来。
但需注意的是,频谱仪测量的是高频信号,其高灵敏度也就决定了,要注意被测信号的幅度范围,以免损坏高频头,在2.24uv-1V之间,超过其范围应另加相应的衰减器。
AT5010频谱分析仪频率范围在0.15~1000MHz(1G),其系列还有3G、8G、12G等产品。
AT5010频谱分析仪可同时测量多种(理论上是无数个)频率及幅度,Y轴表示幅度,X轴表示频率,因此能直观的对信号的组成进行频率幅度和信号比较,这种多对比件的测量,示波器和频率计是无法完成的。
2.性能指标
(1)频率
频率范围:0.15—1050MHz
中心频率显示精度:士lOOkHz
频率显示分辨率:lOOkHz
扫频宽度:100kHz/格—100MHz/格
中频带宽(一3dB):400kHz和20kHz
扫描速度:43Hz
(2)幅度
幅度范围:一100~+13dBm
屏幕显示范围:80dBm(10dB/格)
参考电平:一27-13dBm(每级10dB)
参考电平精度:±2dD
平均噪声电平:一99dBm
(3)输入。
输入阻抗:50n
插座:BNC
衰减器:0~40dB
输入衰减精度:±1dDm
*大输入电平:+10dBm、+25V(DC)
3.安泰5010频谱分析仪功能介绍
安泰5010频谱分析仪面板功能示意图如图4-4所示。

(1)聚焦旋钮(FOCJS):用于光点锐度调节。
(2)亮度调节旋钮(1NTENS):用于光点亮暗调节。
(3)电源开关(POWER):被按下后,频谱分析仪开始工作。
(4)轨迹旋钮(TR):即使有磁性(铍膜合金)屏蔽,地球磁场对水平扫描线的影响仍不可能避免。通过轨迹旋钮内装的一个电位器来调整轨迹;使水平扫描线与水平刻度线基本对齐。
(5)标记按钮(ONOFF):当标记按钮置于OFF(断)位置时,中心频率(CF)指示器发亮,此时显示器读出的是中心频率,当此开关在ON(通)位置时,标记(MK)指示器发亮,此时显示器读出的是标记的频率,该标记在屏幕上是一个尖峰。
(6)标记旋钮(MARKER):用于调节标记频率。
(7)LED指标灯:闪亮时表示幅度值不正确。这是由于扫频宽度和中频滤波器设置不当而造成幅度降低所致。这种情况可能出现在扫频范围过大时(相对于中频带宽(20kHz),或视频滤波器带宽(4kHz)),若要正确测量,可以不用视频滤波器或者减小扫频宽度。
(8)中心频率粗/细调(CENTFERQ和FINE两个旋钮):两旋钮均用于调节中心频率。中心频率是指显示在屏幕水平中心处的频率。
(9)中频带宽选择(400kHz、20kHz):选在20kHz带宽时,噪声电平降低,选择性提高,能分隔开频率更近的谱线。此时,若扫频宽度过宽,则由于需要更长的扫描时间,从而造成信号过渡过程中信号幅度降低,使测量不正确。此时“校准失效”LED发亮即表明这一点。
(10)视频滤波器选择(VIDEOFILTER):可用来降低屏幕上的噪声,它使得正常情况下,平均噪声电平刚好高出其信号(小信号)谱线,以便于观察。该滤波器带宽是4kHz。
(11)Y移位调节(Y-POS):调节射速垂直方向移动。
(12)BNC5011输入端口(1NPUT5011):在不用输入衰减时,不允许超出的*大允许输入电压为+25V(DC)和十10dBm(AC)。当加上40dB*大输入衰减时,*大输入电压为+20dBm。
(13)衰减器按钮:输入衰减器包括有4个10dB衰减器,在信号进入**混频器之前,利用衰减器按钮可降低信号幅度。按键压下时衰减器接人。
在连接任何信号到输入端之前,先选择设置为*高衰减量(4x10dB)和*高可用频宽(扫频宽度100MHz/格),若此时将中心频率调在500MHz,则在*大可测和显示频率范围内检测出任意谱线。当衰减减小时,基线向上移动,则可指出在*大可显示频率范围(例如1200MHz)之外信号幅度有溢出。
(14)扫频宽度选择按键(SCANWIDTH):用来调节水平轴的每格扫频宽度。用u按键来增加每格频宽,用t按键来减少每格频宽。转换是1—2—5步级,从100kHz/格-100MHz/格。此扫频宽度以MHz/格显示出,它代表水平线每格刻度。中心频率是指水平轴心垂直刻线处的频率。假如中心频率和扫频宽度设置正确,X轴有10分格的长度,则当扫频宽度低于IOOMHz时,只有全频率范围的一部分可被显示。当扫频宽度设在100MHz/格位置,中心频率设在500MHz时,显示频率以每格100MHz扩展到右边,*右是1000MHz(500MHz+5x100MHz)。同样,中心向左边则频率减低。此情况下,左边的刻线代表0Hz。这时,可以看到一条特别的谱线,即,“0频率”。这是由于**本地振荡器频率通过了**中频而产生的。当中心频率相对于扫频宽度较低时有此现象。
“0频率”的幅度对每台频谱仪是不一样的。它不能作参考电平来使用。显示在“0频率”点左边的那些谱线被称为镜频。在“0扫频”模式时,频谱仪工作就像是一台可选择(中频)带宽的接收机,此时频率的选择是通过“中心频率”旋钮来实现的。通过中频滤波器的频谱线产生一个电平显示。
所选的扫频宽度/格值由设置按键上方的LED显示出来。
(15)水平位置旋钮(X-POS):水平位置调整旋钮。
(16)水平幅度调整旋钮(X-AMPL):水平幅度调整旋钮。
水平位置及水平幅度调节仅仅在仪器校准时才用。在正常使用下一般无须调节。当需要对它们实施调节时,则需要用一台很**的射频振荡器配合使用。
(17)耳机插孔(PHONE):阻抗大于16n的耳机或扬声器可以连到耳机插孔。当频谱仪对某一个谱线调谐好时,可能有的音频会被解调出来。
(18)音量调节(VOL):调节耳机输出的音量。
(19)频率显示屏:在频谱分析仪上有一个频率显示屏,显示频标所在位置的频率值。

三、频谱分析仪的使用
1.指导
(1)AT5010频谱分析仪测量幅度为:-100dBm--+13dBm,即:信号强度达到*高的一条水平刻度线时,此信号的幅度为-27dBm,每下一大格减10dBm。如果频谱分析仪上的40dB衰减器全按下时,此时*高水平刻度线幅度为+13dBm(-27dBm+40dBm)。
(2)手机有些信号测试点可以直接用高频电缆连接频谱仪进行测量。但有部分测试点因为存在阻抗匹配的问题,不能直接测量,可选用安泰AZ530-H高阻抗探头,探头输入电容为2pF,阻抗极高,可以直接定量测量手机上任何射频信号不会对被测电路有任何影响。AZ530-H高阻抗探头本身有20dB(典型值)的衰减,因此用其作定量测量时,要在其直接读数上加20dB。
2.操作
用频谱分析仪测量手机的射频信号比较方便,例如,测量爱立信T18第二中频信号(6MHz)时,可按以下方法进行。
(1)打开频谱分析仪,调节亮度和聚焦旋钮,使屏幕上显示的光迹清晰。
(2)调节扫频宽度选择按键(SCANWIDTH)按键,使1MHz指示灯亮,表示每格所占频率为1MHz。
(3)调节中心频率粗/细调调节旋钮,使频标位于屏幕中心位置,所指频率为6MHz。
(4)将频谱仪探头外壳与T18电路主板接地点相连,探针插到第二中频滤波器的输出端,在电流表指针摆动时观察频谱仪屏幕上是否有脉冲式图像,正常情况下,当电流表指针摆动时,有脉冲图像出现在6MHz频标位置。
再如,用频谱分析仪测量诺基 3310功放输出信号的频谱,可按以下步骤进行测量。
(1)打开频谱分析仪,调节亮度和聚焦旋钮,使屏幕上显示清晰的图像。
(2)调节中心频率粗/细调调节旋钮,使频标位于屏幕中心位置,显示屏显示频率值为900MHz。
(3)调节扫频宽度选择按键(SCANWIDTH)按键,使10MHz指示灯亮,表示每格所占频率为10MHz。
(4)将频谱仪外壳与3310主板接地点相连,控针插到功放块的输出端,并拨打“112”,观察电流表摆动的同时观看频谱仪屏幕上有无脉冲图像,正常情况下,在900MHz频标附近会出现脉冲图像,但幅度会超出屏幕范围,可以按衰减按键,使图像*高点在屏幕范围内。
                                                             频谱分析仪的使用方法 /频谱分析仪的操作手册(频谱分析仪使用说明书下载)