1、第二章 常用微波测量仪器,2.1 AV3616XA标量网络分析仪一、概述它是一个由微处理器控制的标量网络分析系统。其分析系统中包含一个标量网络分析仪和一个扫频信号源，外接RF检波器和SWR自动测试器。RF检波器用于测量传输损耗和绝对功率；SWR自动测试器用于测量反射损耗。可广泛应用于混频器、滤波器、接收机和放大器等的测量。其主要技术性能特点：（1）可以测功率、回波损耗(RL=-20lg( ) 为反射系数的模 )和插入损耗；,天线测量与微波测量,(1),（2）内置低谐波信号源可减少对测试的影响；(3)加入频率锁定部分，使宽窄带测试更加准确；（4）具有数据校准功能，可以在反射、传输测量时通过校准消
2、除系统频响误差；（5）具有GP-IB接口功能，可由计算机编程遥控；（6）具有打印机接口和绘图仪接口功能，可外接打印机或绘图仪，输出图形或表格。,天线测量与微波测量,(2),AV3616XA 标量网络分 析仪外形图,二、主要技术指标1.频率范围: 10MHz-3GHz2.频率准确度: 100KHz3.频率分辨率: 100KHz4.稳幅输出功率:+11dBm5.功率准确度:带程控步进衰减器（ ） .dB.功率平坦度:带程控步进衰减器度 .dB.源驻波比：. .检波器（）：（）频率范围：Hz（）驻波比： .（Hz ）,天线测量与微波测量,(3),.（Hz）（）平坦度： .dB驻波比自动测试器（）：（
3、）频率范围：Hz （）方向性：dB（）测试端口驻波比：. 电源：交流电压 频率 Hz消耗功率：最大功耗 三、工作原理标量网络分析仪系统是将扫频信号源和标量网络分析仪合二为一的测试仪器。,天线测量与微波测量,(),由于加入了频率锁定部分，信号源的点频准确度可达到00KHz ，使无论宽窄带测试都更加准确。采用自动电平控制技术控制功率大小并稳幅。它采用了软件校准技术，对功率、通道准确度、检波器温度特性等进行数据补偿，使其性能指标更高，并具有自检测、自诊断、打印输出、接口等功能。,天线测量与微波测量,(),AV3616XA 标量网络分 析仪外形图,天线测量与微波测量,(6),测量,输入接口,信号通 道
4、接口,信号 通道,源,输出, 和频 率控制,微波 组件,电源,母板,板,主机框图,打印机接口,显示,图形处 理系统,用户接口, 接口,前 面板,用户 接口,外部控制器 或绘图仪,内部 接口,外部彩 显接口,AV3616XA标量网络分析仪主要由主机和检波器 、SWR自动测试器(电桥)组成。其中主机主要由CPU中央处理器单元、图形处理器单元、信号测量通道部分、频率锁定和功率控制单元、微波信号源、用户接口、电源等部分组成。CPU中央处理器单元是整个仪器的核心,它使用了一片80C88芯片作为处理器。它进行仪器的自检测、控制仪器的正常运行;进行仪器的校准、各种数据的处理;协调各个部分的工作通过数据总线为
5、各部分提供控制信号;它还响应中断处理,负责接受并处理前面板的各种请求,实时处理显示。图形处理器使用一片TMS34010芯片,它负责完成中央处理器送来的图形显示信息的处理,产生视频信号送往CRT显示,或外部,天线测量与微波测量,(7),的VGA接口;同时图形处理系统还提供外部打印机接口.信号测量通道部分提供了三个通道接入口。检波器和SWR自动测试器的检测信号可以选择任意通道输入。在通道部分对输入信号进行滤波、放大、采样/保持、A/D转换等初步处理,再将信号送给CPU进一步处理为线形或对数形式。用户接口部分主要由前面板提供用户界面,输入用户的请求,并由CPU做实时处理并显示;在后面板提供GPIB接
6、口供外部控制器或绘图仪使用,可以实现远程控制。功率、频率控制及信号源部分 提供所需稳幅、稳频微波信号。电源部分提供所需 幅值的稳压直流电源,通过母板提供给各部分所需的电源。四、使用说明(一)前、后面板控制按键和接口,天线测量与微波测量,(8),CRT显示CRT屏幕显示系统测量结果及系统的设置。它也显示和前面板控制键相应的设置菜单,设置菜单可以控制仪器的测量参数。,(9),典型的屏幕显示,8,7,6,5,4,3,2,2.000GHz,2.001GHz,天线测量与微波测量,屏幕上主要区域显示内容的含义:1. 网络分析仪设置参数:这两行显示了通道1、2的设置参数。2. 通道1测试迹线:显示通道1的测
7、量值,测量点数可由菜单选择。3. 信号源设置参数:分别显示内置信号源的频率设置、测量点 数、输出功率。在此区域还显示迹线的水平分辨率。如果检波器使用了偏置也会显示在此区域内。,天线测量与微波测量,(10),典型的屏幕显示,2,3,4,5,6,7,8,2.001GHz,2.000GHz,天线测量与微波测量,(11),4.光标位置显示：此垂直点线指出光标所在的频率位置。光标的位置可通过数据输入滚轮连续调节。5.系统信息显示区域:在此区域显示系统错误/警告信息。如果在仪器工作期间探明到不正常情况,会在此处出现一个错误/警告信息。当使用了辅助光标时,光标读数也在此区域显示。6.通道2的测试迹线:显示通
8、道2的测量值。,典型的屏幕显示,2,3,4,5,6,7,8,2.001GHz,2.000GHz,7.光标读数显示:在此区域显示光标的读数。8.系统状态显示:在此区域显示系统的状态。如迹线保持(“TRACE HOLD ”)或交替扫频(“ALTERNATE SWEEP”)等。同时也会在此区域显示仪器的型号。9.光标读数/菜单显示区域:在屏幕的此区域内显示光标读数或设置菜单。注: AV3616XA可自动选择正确的垂直分辨率及刻度分格,以达到最佳显示。在交替扫描方式下,垂直和水平的栅格都固定为10格。,天线测量与微波测量,典型 的屏 幕显 示,2,3,(1),4,5,6,7,8,2.001GHz,2.
9、000GHz,9,AV3616XA前面板控制按键和接口,天线测量与微波测量,(1),19,1. 电源开/关:按下即开机。仪器加电并进行初始化自测试。2. 亮度:显示亮度菜单并可以调节屏幕显示亮度和栅格显示亮度。3. 栅格开/关:开关栅格显示。4. 迹线保持键和指示灯:测量迹线保持不变,一旦迹线保持,则指示灯点亮。5. 菜单上下键:移动菜单光标或上或下,用来指示显示的菜单选项。6. 选择:通过菜单光标完成菜单选项的选择。,天线测量与微波测量,(1),19,7. 输入端口R:测量通道R输入端口。8. 输入端口A:测量通道A输入端口。9. 输入端口B:测量通道B输入端口。10.射频输出端口:扫频信号
10、源信号输出端。11.系统功能键组和指示灯:此功能键组及其菜单控制系统工作状态,存贮/调用面板设置、设置测量点数、恢复初始设置等。当仪器处于程控状态时,程控(REMOTE)指示灯亮。,天线测量与微波测量,(1),19,12.信号源键组:此按键组及其菜单控制信号源频率、功率及频标设置。并可进行交替扫描及选择射频输出功率的内/外稳幅和开/关。13.增强键组和指示灯:允许设置数据平均和平滑。14.数字键和调节滚轮:使用数字按键改变设置参数.调节旋钮控制光标移动。 15.硬考贝键组:一图形或表格方式,将测试结果送至打印机或绘图仪输出。,天线测量与微波测量,(1),19,16.网络分析仪键组和指示灯:此功
11、能键组及其菜单控制仪器的测试和显示。包括通道开/关.每个通道测量方式的设置,调节显示分辨率和偏置,设置上下极限及自动定标等。17.光标键组和指示灯:此按键和菜单控制主光标、相对光标的功能及菜单选项。18.显示屏幕。19.校准键:显示一系列校准菜单,指导如何进行校准。,天线测量与微波测量,(1),19,1. 外部显示器接口:用于联接外部VGA彩色显示器。2. GPIB/IEEE-488接口:通用总线接口。连接AV3616XA和外部系统控制器或绘图仪。3. 电源插座:220V交流电压输入端口。4. 打印机接口:为外部打印机提供标准接口。5. 外部ALC输入接口:将外部定向检波信号送至内部稳幅电路。
12、6. 电压输出端口:0-10V斜坡扫描电压输出端口。7. 打印机设置表格:此表给出使用打印机接口的通用打印机的正确设置。,天线测量与微波测量,(18),1,2,3,4,5,6,7,后面板接口,(二)各功能键及其菜单的功能1.前面板底部的控制键和接口 电源开/关键【POWER】按此键开/关机。当仪器开机时,仪器进行一次复杂的自测试。如自测试通过,屏幕上显示“ALL TESTPASSED ”并且迹线保持(TRACE HOLD)指示灯将短暂地闪烁。如自测试失败,屏幕显示出错信息,并且面板控制指示灯有一个始终闪烁不停。根据出错类型的不同,会有不同的指示灯闪烁。这些错误信息可以帮助判明错误类型。,天线测
13、量与微波测量,(19), 亮度控制键【INTENSITY】在屏幕上显示亮度控制菜单, 见右图。通过菜单中的选项,操作者可利用数据输入滚轮和按键调节CRT或栅格显示亮度。 栅格开/关键【GRATICULE ON/0FF】开关屏幕栅格显示。 踪迹保持键【TRACE HOLD】冻结测试迹线以便进行下列操作:,天线测量与微波测量,(20),(1) 改变上下限或频标值(2) 改变分辨率或偏置值在【TRACE HOLD】或硬考贝【START】键被激活,数据被冻结时,其指示灯亮。 校准键【CALIBRATION】显示一系列校准菜单,指导操作者如何进行校准。在进行传输或反射测量前,必须先进行校准。校准就是将传
14、输或反射损耗测量中系统的固有损耗存贮在内部存储器中,以后再从测试数据中减去这些损耗。其结果反映的只是被测部件的特性。校准应在与实际测量相同的测量设置下进行,这包括使用相同的功率电平及测试频率。校准是确保仪器精确测试的必要过程。注: AV3616XA进行绝对功率测量不需要进行校准。校准菜单校准菜单有三个选项:(1)开始校准START CAL选择此菜单,将显示传输测量和反射测量通常的校准顺序。,天线测量与微波测量,(21),(2)检波器偏置DETECTOR OFFSETS选择此菜单,将为A 、B或R输入端口的检波器设定一偏置值(用dB表示)。这些值保留在存储器中，即使关机也不丢失。()直流校准菜单
15、DC CAL MENU选择此菜单将对通道1或通道2进行绝对功率测量。 输入端口A【INPUT A】操作者通过选择菜单选项,通/断此端口,并处理端口信号,其结果在通道1或通道2的迹线上显示。出厂设置:输入端口A的信号以传输测量方式显示在通道1上。 输入端口B【INPUT B】此端口处的信号处理和显示方式与端口A相同。出厂设置:输入端口B的信号以反射测量方式显示在通道2上。 输入端口R【INPUT R】此端口处的信号处理和显示方式与端口A相同。它可用于比值测量方式,在此方式下,端口R的信号从端口A的信号(比值A/R测试)或从端口B的信号(比值B/R测试)中对数减去。这些测量功能可通过菜单选项设置。
16、,天线测量与微波测量,(22),2.数据输入键组 数据输入键【DATA ENTRY】和数据输入滚轮用于输入设置菜单选项中。各键具体功能如下: 数据输入按键这些键包括“0-9”、“.”及“-”键。这些键和设置菜单配合输入所需的操作参数。 数据输入滚轮在菜单选择输入期间改变操作参数(光标位置、偏置、分辨率等)。 输入键【ENTER】终止数据输入。当此键按下时,通过按键或滚轮输入的数据被认可。此键也可用于其它功能,这将由具体的菜单功能决定。 清除键【CLEAR】如果在【ENTER】键按下前按下此键,将清除输入的数据。此键还可用来清除显示的菜单、错误的输入等。3.网络分析仪键组,天线测量与微波测量,(
17、23),此键组由两组相似的控制键组成。其中一组键控制测试迹线1,另一组控制测试迹线2。我们分别称为通道1(CHANNEL1)和通道2(CHANNEL2)。对通道1和通道2,相应的按键功能是相同的。每一个按键都有一个菜单相对应。,天线测量与微波测量,(24),各键具体功能如下: 通道开/关键【DISPLAY ON/OFF】和指示灯此键开/关相应的通道的测试极限和参考线。当通道打开时,相应的指示灯点亮。当两个通道都关闭时,仪器处于点频源状态。在此状态下,内部信号源可独立使用。 偏置/分辨率键及菜单【OFFSET/RESOLUTION】 显示一个菜单(如右图示),使操作者为相应的迹线选择偏置OFFS
18、ET或分辨率RESOLUTION值。 自动定标键【AUTOSCALE】 为便于观察测量数据,使相应的迹线设置在最佳偏置和分辨率值上,使之在屏幕上有最佳显示。,天线测量与微波测量,(25), 菜单键及菜单【MENU】显示一个菜单,使操作者可以选择相应的测量方式,并设置输入端口及踪迹记忆。TRACE MEMORY和TRACE MEMORY STORAGE子菜单可将两组测试数据存在“有效”迹线存储区(如下图示)。每一个显示通道都有一个存储区,此迹线存储区是易失性的,当关机时,所存储的数据都会丢失。,天线测量与微波测量,(26),4.源键组及菜单此键组由按键和指示灯组成。AV3616XA的内置信号源有
19、两种操作状态:扫描状态当有一个或两个测试通道打开时。点频状态当两个通道都关闭时.在此状态下:源频率=中心频率-1/2频宽或者说 源频率=起始频率各按键具体功能如下:频率键和菜单【FREQUENCY】显示两种频率输入菜单:第一种是起始/终止模式START/STOP,另一种是中心频率/频率宽度模式CENTER/WIDTH。通过这两个子菜单可设置扫描起始频率和终止频率或设置中心频率和扫描宽度。每一个子菜单都可和另一个菜子单相互转换。,天线测量与微波测量,(27),交替扫描键及菜单【ALTERNATE SWEEP】按下此键就选择了交替扫描方式,并显示频率输入菜单,使操作员可以输入主扫描和交替扫描频率参
20、数。在此方式下,主扫描参数显示于通道1上,交替扫描参数显示于通道2上。频标键和菜单【MARKERS】按下此键可以显示两页频标输入/数据读出菜单。每个菜单可显示四个频标频率及该频率点处两个通道的读数。当某个频标被激活时,可以输入频标参数(右图示)。显示屏上的频标是一个带有标记数字的垂直点线。此数字标出当前选择的频标是第几个频标。此频标可用选择键触发/关断。,天线测量与微波测量,(28),输出功率键【OUTPUT POWER】按下此键可设置信号源射频输出功率。可用数据输入键或数据输入滚轮设置所需功率电平。射频开/关键和指示灯【RF ON/OFF】按此键开关信号源射频输出功率,当输出功率被关闭时,R
21、F OFF指示灯点亮。稳幅键及指示灯【LEVELING】此按键可分别将内部定向检波器的检波信号或外部接口上的检波器信号连至内部ALC稳幅电路上,其中外部检波器信号通过后面板外部ALC输入端口EXTERNAL ALC INPUT输入。内部INTERNAL和外部EXTERNAL指示灯指示选择的检波端口。当源输出功率不稳幅时,不稳幅指示灯UNLEVELED点亮。这种情况通常是由于加在EXTERNAL ALC INPUT端口的信号不当引起的。,天线测量与微波测量,(29),5.系统功能键组及菜单此按键组由按键和指示灯组成,如右图示。各键具体功能如下:系统菜单键及菜单【SYSTEM MENU】按下此键将
22、显示如右图所示菜单。此菜单的子菜单可实现下列功能:(1) 将AV3616XA复原为出厂设置。(2) 设置AV3616XA信号源和网络分析仪部分的配置。(3) 根据不同的应用选择测试方式。,天线测量与微波测量,(30),从系统子菜单中操作员可控制系统配置及下列测试功能:a.测试数据点easurement Data Point在系统菜单【SYSTEM MENU】中选择数据点DATA POINTS将显示右图所示菜单。通过此菜单可设置测试数据点数为101,201,或401。该键设置斜坡扫描为101,201,401个电压级。最大数据提供最高扫描分辨率。b.复位功能Control Reset Functi
23、on在系统菜单【SYSTEM MENU】中选择复位RESET将显示右图所示菜单。将AV3616XA前面板控制设置复原为出厂设置。利用复位子菜单中的复位功能选项,可以有选择的将先前存入的校准数据、频标及极限数据保留下来。注:这个复位功能不能消除检波器的有效偏置。为消除检波器的偏置,可利用校准菜单中的检波器偏置DETECTOR OFFSET选项;并在其中输进一个零偏置。,天线测量与微波测量,(31),c.源配置Configure Source在系统菜单【SYSTEM MENU】中选择源配置CONFIGURE SOURCE,操作员可以选择“安全secure”操作模式。 在此操作模式下,所有的信号源频
24、率信息都不显示;所有硬输出也不包括频率信息;并不可以改变信号源操作频率参数或其它频率参数。安全操作模式可用系统菜单【SYSTEM MENU】中的复位RESET选项消除,或调用一个不包括此操作模式的前面板存储设置来消除。当安全模式运行时,复位功能不存储校准数据、频标或极限数据。安全操作模式可用关机和自测试的方法进行存储。,天线测量与微波测量,(32),d.网络分析仪配置ConfigureAnalyzer在系统菜单【SYSTEM MENU】中选择网络分析仪ANALYZER将显示一组菜单(如右图示)。通过此菜单可控制网络分析仪的下列功能:(1)通过迹线保持功能选择测试通道。(2)在屏幕右下方持续显示
25、光标读数。显示的光标读数和用光标键读出的读数相同。若有错误/警告信息显示,此读数将不出现。(3)通过数据平滑功能选择测试通道1或2,或两个一起都选。,天线测量与微波测量,(33),e.绘图仪地址Plotter Address在系统菜单【SYSTEM MENU】中选择绘图仪Plotter可设置外部绘图仪的GPIB地址。f.系统应用System Application在系统菜单【SYSTEM MENU】中选择应用Applications,将显示一组菜单。这些菜单选项可使操作员控制下列测试功能(每个功能都有一个独立的子菜单控制)。(1)选择迹线保持功能。这些功能可发现并保持测试迹线的最大值/最小值。
26、(2)当进行放大器增益压缩测试时,信号源输出功率自动步进增加,直到产生增益压缩为止(或直到预置的输出电平) 。这时,极限电平就是所测试的压缩电平。,天线测量与微波测量,(34),(3)控制外部VGA彩色显示器的色彩。显示内容、通道1/通道2迹线及栅格色彩可分别设置。(4)设置并执行频率标定功能。这个功能可显示操作频率值,此值由信号源实际输出值标定。这些标定值也可用于硬考贝输出。(5)打开或关闭自动稳零功能。OFF选项关闭自动稳零功能,保持自动稳零校准电压当前值。此功能在测试那些需不断激励的器件时很有用。存储/调用键及菜单【SAVE/RECALL】按下此键将显示存储/调用主菜单(如下页图所示)。
27、,天线测量与微波测量,(35),其主菜单下又有一系列子菜单,这些子菜单控制下列存储/设置、存储/检索功能。所有和存储/调用键有关的存储区都是非易失性存储。在这些存储区中储存的数据在关机和开机时都不会丢失。(1)从存储区1至9中存储或调用9个前面板设置。(2)从迹线存储区1至4中存储或调用校准设置以及相关的测试数据。(3)为存储的设置/校准数据(包括数据和校准信息)设置标题。以后可用标题调用存储的设置。(4)进入RECALL ONLY MODE操作方式。一旦此操作方式被设,天线测量与微波测量,(36),置,按下【SAVE/RECALL】键,任何先前存储的设置数据都被删除。在此操作方式下,所有其它
28、的前面板功能(光标读数,数据输入等)正常运行,并且所有与前面板功能有关的设置都有效。在此操作方式下,屏幕右上角系统状态显示方框内将显示“RECALL ONLY MODE”,此操作方式取消前一直有效。它可以用菜单中的SAVE/RECALL MODE选项取消,也可用系统菜单中的复位菜单取消。程控指示灯REMOTE当AV3616XA工作于程控(GPIB)方式时,指示灯亮。在这种方式下,屏幕上GPIB状态显示如右图示。图中所使用的字母对应着下列词汇的首字母: RRemote TTalk LListen SSRQ LLLocal Lockout,天线测量与微波测量,(37),返回本地操作键【RETURN
29、 TO LOCAL】如果在GPIB程控工作方式时按下该键,AV3616XA返回到面板操作。若已编程本地封锁(LLO)信息,这个键就不起作用。在本地工作方式时按下该键,可在菜单区显示仪器的GPIB地址。此时输入数据可以改变这个地址。GPIB地址存储在非易失存储区中。自测试键【 SELF TEST】此按键启动系统的自测试。如果仪器的功能是正常的,屏幕显示“ALL TEST PASSED”。如果自测试失败,屏幕上显示测试失败信息。同时,面板上每一个点亮的指示灯都指出一个特指的错误。6.光标功能键、指示灯及菜单,天线测量与微波测量,(38),光标键及指示灯如右图所示。各键具体功能如下:光标开/关键和指
30、示灯【 CURSOR ON/OFF】 开关屏幕主光标显示。当按为开时,光标出现在上次使用的位置。光标在迹线处的频率和幅值显示在屏幕的菜单区。利用数据输入滚轮可持续改变光标位置。在此方式下,与主光标开/关键相应的指示灯亮。光标开/关键菜单:当光标打开时,按下【 SELECT】键将会产生光标功能主菜单,其中的子菜单用于完成下述功能: 主光标读数 主/相对光标读数 最大值(峰值)搜索 最小值搜索 光标移至下一个频标 光标移至有效频标 特定分贝搜索(绝对向左、向右或,天线测量与微波测量,(39),带宽搜索) 特定分贝搜索(相对向左、向右或带宽搜索)。 相对光标键及指示灯【 RELATIVE】当此键被按
31、下时,相对光标出现在屏幕中和主光标相同的位置上。如果旋转数据滚轮,主光标将从这个位置上移走。当仪器运行此功能时,与【 RELATIVE】键相应的指示灯点亮。主光标与相对光标之间幅值和频率之差显示在屏幕菜单区。幅值差以dBr为单位显示。其中也显示主光标的读数。如果打开两个通道,两条测试迹线的数据都将显示。当打开相对光标时并按下【 SELECT】键,将产生相对光标功能的主菜单。此菜单和主光标功能菜单相似。,天线测量与微波测量,(40),7.硬拷贝键、指示灯及菜单硬拷贝键组如右图所示。各键具体功能如下:菜单键【 MENU】按下此键将显示一主菜单,可选择硬拷贝输出方式。通过菜单选择将数据输出至打印机或
32、绘图仪。打印机可以列表或图形方式输出测量值,绘图仪则以图形方式输出测量值。PRINTER MENU和PLOTTER MENU是主菜单下的两个子菜单,这两个菜单可互相调用(即从PRINTER MENU可以进入PLOTTER MENU,从PLOTTER MENU也可进入PRINTER MENU);两种硬拷贝方式都可在输出开始前定义。这些菜单的子菜单有:a.在打印机上打印屏幕测试显示,天线测量与微波测量,(41),b.列表打印测量值(只在打印机上)c.只打印频标测试数据d.以列表方式打印测试极限值(只在打印机上)e.在绘图仪上绘制屏幕测量显示打印机(PRINTER)/绘图仪(PLOTTER)指示灯这
33、两个指示灯指示AV3616XA的硬拷贝输出方式。注:如果两种硬拷贝输出设备都在运行,指示灯指示的是被停止设备。开始键【START】冻结测试数据并将测试数据送入打印机或绘图仪缓冲器。当数据传送完毕,输出设备开始打印或绘图时,AV3616XA又可进行测试了。硬拷贝输出方式由打印机/绘图仪菜单选项设定。,天线测量与微波测量,(42),当使用绘图仪输出时,屏幕菜单区将显示绘图进程信息以指示绘图仪情况是否正常。绘图进程信息是瞬间显示。输出数据传送完毕时,菜单又返回先前的显示。停止键【STOP】停止硬拷贝输出操作。如果输出设备是打印机,停止可以延迟。这要看打印机缓冲器的型式。如果输出设备是绘图仪,那么数据
34、绘制完毕后,绘图仪自动断开。7.增强键、指示灯及菜单增强键及指示灯如右图示。各键功能如下:平均键、指示灯及菜单【AVERAGING】按下此键显示一个菜单,使操作员可选择2到256次连续扫描的平均值。通道1或通道2可分别选择平均功能,也可同时选择。当通道被选择后,平均键旁相应的通道指示灯点亮。,天线测量与微波测量,(43),这种数据平滑方式可增加仪器的动态范围,但需要更多的时间处理测试数据和显示。这是一种降低测试数据中随机噪声影响的有效方式。平滑键、指示灯及菜单【SMOOTHING】按下此键显示一个菜单,对所选通道进行五种程度的平滑滤波。这种数据平滑方式降低了该测试通道的有效带宽,并且延长了扫描
35、时间;但是,可减小随机噪声的影响。系统菜单中有分析仪配置菜单选项,可选择平滑菜单的作用方式。分析仪菜单可设置相同平滑(即通道1、2为同样的数据平滑水平),或独立平滑方式(即两个通道为不同的平滑水平)。当某个通道打开时,平滑键旁相应的通道指示灯点亮。2.2 AV4062频谱分析仪一、概述频谱仪通常用于测量信号的频率、电压(或功率),天线测量与微波测量,(44),并在显示器上显示出来,一般分为两种类型。一种是动态信号分析仪,也就是快速傅氏变换(FFT)分析仪,它是在一个特定时间周期内对信号进行FFT变换以获得频率、幅度和相位信息的,这种仪器能够分析周期和非周期信号,但频率测量上限较低。另一种是是扫
36、频调谐分析仪,它是一种超外差可调预选接收机,能对信号或由信号变换来的中频信号进行分析。它的主机测量频率范围高。当人们对测量频率范围、灵敏度等指标不断提出更高的要求时,超外差式频谱分析仪以其较高的频率分辨率、较快的测量速度、相对较低的成本而得到广泛应用。 AV4062频谱分析仪就属于后一种类型。,天线测量与微波测量,(45),二、主要技术指标1.频率频率范围:9KHz2.9GHz扫描宽度:500Hz2.9GHz扫描准确度:0.5% 扫宽2.幅度测量范围:+20 -100dBm显示平均噪声:-116dBm (5MHz1.6GHz)-110dBm (1.6GHz2.2GHz)-104dBm (2.2
37、GHz2.9GHz)混频器变频压缩:1dB(混频器总功率-15dBm)显示范围:80dB (对数刻度10dB/div)40dB (对数刻度5dB/div),天线测量与微波测量,(46),16dB (对数刻度2dB/div)8dB (对数刻度1dB/div)8格 (线性刻度)幅度刻度: dBm, dBmV, dBuV, V, W 对数标度准确度:1dB(偏离参考电平0dBm -50dBm)频率响应: 2dB(1MHz2.9GHz)输入衰减器:050dB,10dB步进参考电平准确度:1.5dB(1MHz2.9GHz) 3.扫描扫描时间范围:50ms3000s(扫宽 1KHz)1ms200s(零扫宽
38、)扫描时间准确度:时基误差0.5%扫描时间4.前面板,天线测量与微波测量,(47),a)显示器:6.4 b)软盘驱动器:3.5c)射频输入:N型阴头、50阻抗联接器 d)校准输出:BNC型阴头、50阻抗联接器 e)USB接口f)有源探头电源5.后面板a)10MHz参考输入/输出: BNC型阴头、50阻抗联接器 b)VGA输出:标准阴型15脚VGA接口c)RS232通讯接口d)并行打印输出接口,天线测量与微波测量,(48),6.电源频率50Hz0.5%,单相交流220V10%,最大功耗约70W。三、工作原理右图为本仪器的整机原理框图,主要包括变频模块、中频滤波及增益控制模块、检波模块、频率合成模
39、块、显示模块以及中央处理模块。,天线测量与微波测量,(49),显 示,9KHz到2.9GHz信号由射频输入端进入50dB程控步进衰减器,衰减器受CPU控制,按输入信号大小进行调整。然后进入低噪声放大器,用于提高整机的灵敏度。开关将不同频段的信号转换到相应的滤波支路以便抑制带外和镜像响应,信号经变频模块将各路信号变换为中频。再经缓冲放大、程控带宽放大器、对数放大器得到对数/线性视频信号。程控带宽放大器和均衡器提供10Hz3MHz等多档经过幅度和相位均衡的中频通道,在CPU控制下与本振扫宽按最佳自适应。其后,信号经过信号处理模块,完成各种频谱、通信测量。四、使用说明(一)前面板说明本仪器前面板为仪
40、器测量操作的主要区域,包括电源开关、彩色液晶显示、各种输入输出接头、各功能区按键和各种提示标志等等。,天线测量与微波测量,(50),前面板示意图如右图示。 液晶显示器:显示器为高亮度彩色LCD,分辨率为640*480,中间方格内显示测量图形,上下为测量状态显示区,左侧为电平标度区,右侧为菜单区。 系统控制区:该区域包括复位、自动、存储、调用、辅助、窗口等按键。 软菜单控制区:6个按键可以进行测量菜单的选择。频谱分析功能区:该区域为仪器的频谱测量功能按键,包括幅度、频率、频标等等。,天线测量与微波测量,(51),前面板示意图,存储接口:可以通过软盘或U盘进行测量数据的存储和调用,以及仪器功能的扩
41、展等。电源开关:按下为“开”。探头电源:提供高阻探头的直流电源(选件)。输入输出端口:本仪器的标准配置所包含的输入输出端口为射频输入端口、480MHz校准信号输出端口。 扩展功能控制区。数据输入区:提供仪器设置时数据的输入。,天线测量与微波测量,(52),前面板示意图,(二)后面板说明 后面板示意图如右图示。a)接地。b)10MHz参考输入/输出BNC接头。c)打印机接口。d)VGA接口。e)风扇通风孔。f)保险丝座。g)电源插座。h)键盘接口。i)串口通信RS-232接口。j)GPIB通 信接口。(三)按键菜单说明频谱分析仪的按键按其功能大致可分为以下几个区域:系统控制区、软菜单控制区、频谱
42、分析功能区、扩展功能控制区和数据输入区。数据输入区的按键提供数据输入和数字单位确认。而其,天线测量与微波测量,(53),后面板示意图,它区域的大部分按键都对应着一个菜单,通过菜单及其子菜单的选项可以完成所需要的操作,如:迹线存储、软盘存储、U盘存储、迹线调用、频率设置、校准等等。注:这里的校准与网络分析仪的校准不同,当环境温度变化较大时需对频谱分析仪进行校准,校准时将前面板输出的480MHz的校准信号连接到射频输入端。 2.3 AV3620A矢量网络分析仪一、概述矢量网络分析仪能够对网络参数进行全面测量,它既可测量网络的幅频特性,又可测量网络的相频特性和群延时,它既可在频域也可在时域进行测量。
43、它集成了现代射频技术、电子技术和计算机技术,其测量速度、测量精度和智能化程度都达到了很高的水平。广泛应用于通信领域射频元器件及部件的生产测试、研发过程中的设计改进,同时,在广播电视、天线、移动通信及航空电子等领域也有广阔的应用前景。,天线测量与微波测量,(54),二、主要技术指标1.频率特性范围: 30KHz3GHz 准确度: 0.5ppm(2550C)2.源功率功率范围:-85+8dBm 功率扫描范围:23dB功率准确度: 1.0dB3.测试端口平均噪声电平4.接收机输入损坏极限电平:+26dBm或30VDC5.全二端口校准后动态范围,天线测量与微波测量,(55),频率范围,300KHz3.
44、0GHz,300KHz3.0GHz,中频带宽,3KHz,10Hz,平均噪声电平, -82dBm, -102dBm,频率范围,动态范围,30KHz16MGHz,16MHz3.0GHz,90dB,100dB,6.全二端口校准后系统指标7.显示分辨力显示幅度分辨力 0.001dB/div显示相位分辨力 10m0/div显示群延时分辨力 0.01ps/div8.显示范围最大显示幅度范围: 500dB 最大显示相位范围: 18009.整机工作温度和存储温度范围工作温度范围: 0400C 存储温度范围:-25700C,天线测量与微波测量,(56),频率范围,30KHz300KHz,300KHz1.3GHz
45、,1.3GHz3GHz,有效方向性,有效源匹配,有效负载匹配,传输跟踪,反射跟踪,50dB,50dB,47dB,45dB,42dB,36dB,50dB,50dB,47dB,0.03dB,0.05dB,0.07dB,0.03dB,0.05dB,0.07dB,10.测量格式AV3620A矢量网络分析仪有下列测量格式:(1)笛卡尔坐标:对数幅度、线性幅度、相位、群延迟、驻波比、复数参数实部和虚部。(2)史密斯圆图:对数幅度、线性幅度、阻抗R+jX或导纳G+jB。(3)极坐标:对数幅度、线性幅度、相位、实部和虚部。11.显示通道和参数AV3620A矢量网络分析仪有四个可供选择的通道:通道1、通道2、通
46、道3和通道4,四个通道可同时显示,既可叠加显示,也可分开显示。每一个通道可独立显示S11、S21、S12和S22四个基本S参数。12.测量点数AV3620A矢量网络分析仪每次扫频的测量点数有10种选择:3、11、21、26、51、101、201、401、801和1601个点。在频率列表方式下,测量点数在1到1601点内任意选择。,天线测量与微波测量,(57),13.扫描模式AV3620A矢量网络分析仪有五种扫描模式:(1)LIN FREQ线性频率模式;(2)LOG FREQ对数频率模式;(3)LIST FREQ频率列表模式;(4)POWER SWEEP功率扫描模式;(5)CW TIME点频时间
47、模式。三、工作原理AV3620信号源产生一测试信号,当测试信号通过待测件时,一部分信号被反射,另一部分则被传输。右图说明了测试信号通过待测器件(DUT)后的响应。,天线测量与微波测量,(58),待测器件对信号的响应,AV3620A矢量网络分析仪整机原理框图如下图示,主要包括合成信号源、S参数测试装置、幅相接收机和显示部分。其中,合成信号源由33GHz YIG振荡器、3.8GHz介质振荡器、源模块组件、时钟参考和小数环组成;S参数测试装置由定向耦和器和开关构成,用于分离反射信号和入射信号;幅相接收机由取样/混频器、,天线测量与微波测量,(59),AV3620A型矢量网络分析仪整机原理框图,3GH
48、z,中频处理和数字信号处理等部分组成,用于信号的下变频及中频数字信号处理;显示由图形处理器、高亮度LCD显示器、逆变器组成,用于字符和图形的高亮度、高速显示。矢网的内置合成信号源产生30KHz3GHz的信号,经过S参数测试装置分成两路,一路作为参考信号R,另一路作为激励信号,激励信号经过被测件后产生反射信号A和传输信号B,由S参数测试装置进行分离, R、A、B三路射频信号在幅相接收机中进行下变频,产生4KHz的中频信号,由于采用系统锁相技术,合成扫频信号源和幅相接收机同在一个锁相环路中,共用同一时基,因此被测网络的幅度信息和相位信息包含在4KHz的中频信号中,此中频信号经A/D变换器转换为数字信号,嵌入式计算机和数字信息处理器(DSP)从数字信号中提取被测网络的幅度信息和相位信息,通过比值计算求出被测网络的S参数,最后把测试结果以图形或数据的形式显示在液晶屏幕上。四、使用说明(一)前面板设置情况,
