頻譜分析儀那些事兒---之射頻輸入埠RF in

2020-12-08 電子產品世界

頻譜分析儀一般只有一個射頻輸入端,這不同於示波器多通道輸入,可以用來比較通道之間的波形差異。頻譜分析儀普遍基於掃描的動態測量過程,顯示的譜線並不是實時的,雖然很多頻譜分析儀提供了外部觸發或視頻觸發的功能,但更多是一種同步功能,主要並不是用來觸發比較的。

頻譜分析儀射頻輸入端的輸入阻抗通常為50Ω或75Ω,從而可以直接與大多數射頻和微波設備的50Ω系統相匹配,並通過線纜直連,一般是沒有探頭的,因為探頭需要很高的輸入阻抗,例如電路的探測往往需要高阻抗,而50Ω難以帶動這類負載,使得測量結果嚴重變小。有一些高輸入阻抗放大器具有50Ω輸出阻抗,這种放大器構成的有源探頭有助於實現這類測量並維持高靈敏度。在有些頻譜分析儀的射頻輸入端的旁邊,常會提供有源探頭的供電口(probe power)。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201612/335428.htm

射頻輸入前端內部結構

通常頻譜分析儀的測量範圍不是從直流開始,低頻測試的限制是射頻輸入口的耦合結構。大部分頻譜分析儀應用了積分耦合電容來保護混頻器,防止外部灌入直流能量,這個電容抬升了低端測量的頻率,大部分頻譜分析儀的起始測量頻率僅能從9kHz開始。

許多特別是有極低頻率的頻譜分析儀採用的是直流耦合,即在射頻輸入與第一混頻器之間沒有耦合電容。在有的場合中,直流電和射頻信號傳輸採用同一根電纜,這樣直流可能會破壞混頻器,一定要注意頻譜分析儀的保護電流。測量這樣的射頻信號時,要外加隔直流保護器,所引起的功率衰減應被考慮絕對電平測量結果中。當然對輸入信號電平也要進行正確估算,避免頻譜分析儀射頻輸入大於頻譜分析儀允許的安全電平,通常頻譜分析儀射頻輸入口處都會自動保留10dB衰減,除非手動設置為0dB,這樣做雖然抬高了底噪,但是保護了混頻器,同時改善了輸入埠的匹配。

輸入埠通常採用N頭或SMA頭,線纜採用同軸電纜。射頻連接器和線纜種類繁多,具有不同的結構和技術指標,價格差異也非常巨大,使用時要依據帶寬、頻響、VSWR、衰減、屏蔽性以及柔軟度來選擇相應的品質。

在精密測量系統中,由於頻譜分析儀本身以射頻輸入口為校準參考面,如果增加了線纜和連接器會引入額外的誤差,常需要首先進行線損的校準,將連接器和線纜的響應結果提前計算出來,並將結果保存在儀器內部或在後期分析中折算到結果裡,使校準參考面能夠包含線纜和連接器,移到真正的測量埠,使測量結果只包含被測器件本身。

在某些情況下,頻譜分析儀本身的測量範圍無法滿足實際需求,通常要預先連接外部放大器或衰減器,這樣的測量過程中,放大器或者衰減器本身的值也要補償到結果中。通常頻譜分析儀會提供「參考偏移」選項,用來補償結果的偏移。若放大器、線纜或天線等的頻率響應有波動,就不能單獨使用「參考偏移」的補償方式,而是要使用修正(Correction)功能,將線纜或天線的頻響預先儲存在頻譜分析儀內部,這樣頻響的影響就可以直接反映到測量結果中。


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