北郵電磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)-頻譜分析儀的使用

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私忸l譜分析儀的工作原理，熟悉它的使用方法了解微波信號(hào)發(fā)生器的使用方法2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備頻譜分析儀微波信號(hào)發(fā)生器3.實(shí)驗(yàn)原理頻譜頻帶信號(hào)的偵測(cè)，將增加雜訊底層值(NoiseFloor)，降低量測(cè)靈敏度，對(duì)于偵測(cè)低強(qiáng)度的信號(hào)易產(chǎn)生阻礙，因此適當(dāng)?shù)腞BW寬度是正確使用頻譜分析儀重要的概念。4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4.1單載波信號(hào)的頻譜測(cè)量4.1.1實(shí)驗(yàn)操作步驟1.按照下圖連接測(cè)試微波信號(hào)發(fā)生器微波信號(hào)發(fā)生器頻譜分析儀2.設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號(hào)(900MHz、-10dBm)當(dāng)調(diào)整參考電平使頻譜圖顯示在合適的位置。4.用峰值搜索功能測(cè)量信號(hào)的頻率和電平，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄到表1中5.用差值光標(biāo)功能測(cè)量信號(hào)和噪聲的相對(duì)電平(信噪比)，同時(shí)記錄頻譜分析儀的分辨率和帶寬設(shè)置4.1.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄頻頻率設(shè)置(MHz)850MHz900MHz950MHz電平設(shè)置(dBm)-10dBm-15dBm-20dBm實(shí)測(cè)頻率(MHz)849.41899.45949.50實(shí)測(cè)電平(dBm)-9.93-15.36-20.78信噪比(dB/RBW)-51.69-45.8-40.184.2帶載波信號(hào)的雜散測(cè)量4.2.1實(shí)驗(yàn)操作步驟1.設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器輸出制定頻率和功率的正弦波(850MHz、-20dBm)當(dāng)調(diào)整參考電平使頻譜圖顯示在合適的位置。3.用頻譜分析儀測(cè)量輸出信號(hào)的頻率和電平，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄到表2中率帶寬，觀察頻譜圖的變化，直到觀測(cè)到雜散信號(hào)為止。5．在頻譜圖中確定最大雜散信號(hào)，用差值光標(biāo)功能測(cè)量信號(hào)和最大雜散信號(hào)的相對(duì)電平(雜散抑制度)4.2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄信號(hào)電平(dBm)-20.26-20.64-20.82雜散抑制度(dB)46.5946.5446.07信號(hào)頻率(MHz)4.3相位噪聲測(cè)量4.3.1實(shí)驗(yàn)操作步驟1.設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號(hào)(850MHz、-10dBm)2.設(shè)置頻譜分析儀的中心頻率為微波信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，設(shè)置掃描帶寬為50KHz，設(shè)置合適的分辨率帶寬和視頻帶寬，適當(dāng)調(diào)整參考電平使頻譜圖顯示在合適的位置3.用峰值搜索功能測(cè)量信號(hào)的頻率和電平，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄到表3中4.用差值光標(biāo)和噪聲光標(biāo)功能測(cè)量偏離信號(hào)10KHz的相位噪聲，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄到表3中5.將掃描帶寬設(shè)置為500KHz，設(shè)置合適的分辨率帶寬和掃描帶寬，利用同樣的方法測(cè)6.改變輸出頻率，重復(fù)以上測(cè)量，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄到表3中4.3.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄相位噪聲(dB/Hz)信號(hào)頻率(MHz)信號(hào)電平(dBm)偏離10KHz偏離100KHz850-9.77-55.36-75.15900-10.18-53.84-67.78950-10.51-48.97-75.284.4幅頻特性測(cè)量4.4.1實(shí)驗(yàn)操作步驟1．設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號(hào)。2．設(shè)置頻譜分析儀的中心頻率為微波信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，設(shè)置合適的掃描帶寬，適當(dāng)調(diào)整參考電平，使頻譜圖顯示在合適的位置。3．設(shè)置頻譜分析儀的軌跡為最大值保持功能。觀測(cè)頻譜分析儀的幅頻特性曲線。5．用峰值搜索功能測(cè)量輸出信號(hào)在指定頻帶內(nèi)的最高電平，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄到表4中。6．用差值光標(biāo)功能測(cè)量輸出信號(hào)在指定頻帶內(nèi)的幅頻特性，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄到表4中。4.4.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄頻率范圍(MHz)850+20900+20950+205.實(shí)驗(yàn)總結(jié)最高電平(dBm)-20.04-20.25-20.39幅頻特性(dB/帶寬)p-p3901.衰減量的測(cè)量1.設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號(hào)。及與標(biāo)稱(chēng)值的誤差，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄到表中。4.改變微波信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，重復(fù)以上測(cè)量，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄到表中。測(cè)測(cè)試頻率/MHZ/dbmdbm衰減量/dbm標(biāo)稱(chēng)誤差/db-9.93-20.430-15.36-25.32964-20.96-30.404462.幅頻特性測(cè)量1.設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號(hào)。2.將輸入和輸出電纜短接。用頻譜分析儀測(cè)量并記錄衰減器的輸入信號(hào)電平。當(dāng)調(diào)整參考電平，使頻譜圖顯示在合適的位置。4.設(shè)置頻譜分析儀的軌跡為最大值保持功能。5.按照一定的步進(jìn)，用手動(dòng)旋鈕在指定的頻率范圍內(nèi)調(diào)整微波信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率，在頻譜分析儀上顯示出幅頻特性曲線。頻率范圍(MHz)850+20最高電平(dBm)-28.91幅頻特性(dB/帶寬)p-p900+20-28.912.19950+20-29.601.783.實(shí)驗(yàn)總結(jié)減器時(shí)間內(nèi)得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，衰減量和幅頻特性與標(biāo)稱(chēng)值誤差不大。1．耦合度測(cè)量頻頻譜分析儀微波信號(hào)發(fā)生器定向耦合器負(fù)載2.設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號(hào)；3.將輸入和輸出電纜短接，用頻譜分析儀測(cè)量定向耦合器輸入端口的輸入電平信號(hào)，4.接入被測(cè)定向耦合器，用頻譜分析儀測(cè)量定向耦合器耦合端口的輸出信號(hào)電平，計(jì)耦合器的耦合度，記錄數(shù)據(jù)；5.改變測(cè)試頻率，重復(fù)以上操作。測(cè)試頻率(MHz)端口1輸入功率(dBm)端口2輸入功率(dBm)耦合度(dB)2.插入損耗測(cè)量-9.93-21.02-15.36-25.43-20.96-30.8993匹配負(fù)匹配負(fù)載微波信號(hào)發(fā)生器頻譜分析儀定向耦合器2.設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號(hào)；3.將輸入和輸出電纜短接，用頻譜分析儀測(cè)量定向耦合器輸入端口的輸入信號(hào)電平，4.接入被測(cè)定向耦合器，用頻譜分析儀測(cè)量定向耦合器輸出端口的輸出信號(hào)電平，計(jì)算定向耦合器額插入損耗和傳輸損耗，記錄數(shù)據(jù)；5.改變測(cè)試頻率，重復(fù)以上操作。耦耦合度(dB)/耦合損耗(dB)測(cè)試頻率(MHz)端口1輸入功率(dBm)-9.93-15.36-20.96端口2輸入功率(dBm)-12.04-17.08-23.18插入損耗(dB)傳輸損耗(dB)3．定向耦合器的隔離度測(cè)量微微波信號(hào)發(fā)生器頻譜分析儀定向耦合器負(fù)載2.設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號(hào)；3.將輸入和輸出電纜短接，用頻譜分析儀測(cè)量并記錄定向耦合端口的輸入信號(hào)電平，4.接入被測(cè)定向耦合器，用頻譜分析儀測(cè)量定向耦合器輸出端口的輸出信號(hào)電平，計(jì)；5.改變測(cè)試頻率，重復(fù)以上操作。測(cè)試頻率(MHz)耦合端口3輸入功率(dBm)4.幅頻特性測(cè)量-9.93-27.26-15.36-31.42-20.96-34.841.設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號(hào)；2.將輸入和輸出電纜短接，用頻譜分析儀測(cè)量并記錄衰減器的輸入信號(hào)電平；3.接入被測(cè)定向耦合器，設(shè)置頻譜分析引的中心頻率為指定頻率，設(shè)置合適的掃描帶寬，適當(dāng)調(diào)整參考電平使頻譜圖顯示在合適的位置；4.設(shè)置頻譜分析儀的軌跡為最大值保持功能；在頻譜分析儀上顯示出幅頻特性曲線；6.根據(jù)頻譜分析儀顯示的幅頻特性曲線，測(cè)量并計(jì)算衰減器在指定頻帶內(nèi)的耦合度的最小值和幅頻特性，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。850±20900±20950±20頻特性(dBp-p/帶寬)89輸出功率最大值(dBm)-31.26-31.41-31.22耦合度最小值(dBm)-11.26-11.41-11.225.實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)是在接入定向耦合器后通過(guò)觀察頻譜分析儀的結(jié)果來(lái)測(cè)量耦合器的特性，我們通過(guò)改變接入耦合器的端口可以和明顯的發(fā)現(xiàn)定向耦合器不同方向?qū)π盘?hào)所起的影響，耦我們了解了耦合器器件，也初步了解了它的特性。1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟特性的測(cè)量1.按1.按照下圖所示連接測(cè)試系統(tǒng)微波信號(hào)發(fā)生器頻譜分析儀濾波器2.設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號(hào)(如850MHz、-20dBm).3.將輸入和輸出電纜短接。用頻譜分析儀測(cè)量衰減器的輸入信號(hào)電平。4.接入被測(cè)濾波器。設(shè)置頻譜分析儀的中心頻率為指定頻率(如880MHz)，設(shè)置合適的掃描帶寬(如80MHz)，適當(dāng)調(diào)整參考電平使頻譜圖顯示在合適的位置。5.按照一定的步進(jìn)(如1MHz)，用手動(dòng)旋鈕在指定的頻率范圍內(nèi)(如840~920MHz)調(diào)調(diào)整頻譜分析儀的掃描線。6.設(shè)置頻譜分析儀的軌跡為最大值保持功能(Trace—TraceType—MaxHold)。7.按照一定的步進(jìn)(如0.1MHz)，用手動(dòng)旋鈕在指定的頻率范圍內(nèi)(如830~870MHz)當(dāng)調(diào)整頻譜分析儀的掃描線。的幅頻特性曲線，測(cè)量并計(jì)算濾波器的中心頻率、3db帶寬、插入損耗、帶內(nèi)波動(dòng)。裙帶帶寬、帶外抑制度等指標(biāo)，測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)表格中。9.將濾波器的輸入和輸出端口互換、重復(fù)上述測(cè)量。觀察幅頻特性曲線的變化并進(jìn)行2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析帶內(nèi)波動(dòng)(帶內(nèi)波動(dòng)(dBp-p)57中心頻率(MHz)插入損耗(dB)帶外抑制度01裙帶帶寬63.實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)主要測(cè)量的是濾波器特性，在微波信號(hào)發(fā)生器和頻譜分析儀間接了一個(gè)濾波實(shí)驗(yàn)操作類(lèi)似，所以本次實(shí)驗(yàn)還是比較簡(jiǎn)單的。1.實(shí)驗(yàn)原理基本無(wú)線通信系統(tǒng)一般由發(fā)信機(jī)、收信機(jī)及其天線(含饋線)構(gòu)成。如圖1所示。天線天線發(fā)信機(jī)收信機(jī)信源信宿發(fā)信機(jī)的主要作用是將需要傳輸?shù)男旁葱盘?hào)進(jìn)行處理并發(fā)送出去。首先通過(guò)調(diào)制器用上變頻器上變頻器調(diào)制器信源信號(hào)器射頻放2.收信機(jī)收信機(jī)的主要作用是將天線接收下來(lái)的射頻載波還原成要傳輸?shù)男旁葱盘?hào)。收信機(jī)的工作過(guò)程實(shí)際上是發(fā)信機(jī)的逆過(guò)程，首先對(duì)來(lái)自接收天線的射頻載波信號(hào)進(jìn)行低噪聲放波，最后經(jīng)過(guò)解調(diào)器還原出原始的信源信號(hào)。一個(gè)典型的無(wú)線收信機(jī)的組成框圖，如圖3下下變器本振低噪聲天線放大器中頻放大器器解調(diào)器輸出信號(hào)3.天線天線是無(wú)線通信系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分之一。天線的主要作用是把發(fā)信機(jī)送來(lái)的射頻載波變換成空間電磁波并輻射出去(發(fā)射端)或者把收到的空間電磁波變換成射頻載波并送給收信機(jī)(接收端)。本實(shí)驗(yàn)將對(duì)使用的額微波收發(fā)系統(tǒng)(SD3200)微波電路實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行道MHz發(fā)射機(jī)本振頻率(MHz)接收機(jī)本振頻率(MHz)HH9HCHHH1)傳輸信道的單載波調(diào)試1.連接測(cè)試系統(tǒng)(斷開(kāi)調(diào)制器)2.設(shè)置DDS信號(hào)發(fā)生器輸出指定頻率和功率的單載波信號(hào)(如60MHz、-30dBm)。3.將信道選擇器分別設(shè)置為CH1~CH6，用頻譜分析儀測(cè)量功率放大器的輸出信號(hào)頻率和電平，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)表格中。DS2)發(fā)射機(jī)的輸出頻譜測(cè)量1.連接測(cè)試系統(tǒng)(頻譜分析儀街道功率放大器的輸出端)。2.將信道選擇器設(shè)置為CH1.4.測(cè)量并記錄輸出信號(hào)的主要頻率分量和信號(hào)電平，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)表格中。5.將信道選擇器分別設(shè)置在CH2~CH6，測(cè)量并記錄的主要頻率分量和信號(hào)電平，測(cè)試記錄在數(shù)據(jù)表格中。1)接收信道的單載波調(diào)試1.連接測(cè)試系統(tǒng)(斷開(kāi)調(diào)制器)。CH頻率和功率的單載波信號(hào)(如900MHz，-40dBm)。3.用頻譜分析儀測(cè)量中頻放大器的輸出頻率和電平，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)表格中。4.將信道選擇器分別設(shè)置在CH2~CH6，并根據(jù)相應(yīng)的信道設(shè)置微波信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)頻率，重復(fù)以上測(cè)量，測(cè)試數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)表格中。2)接收信號(hào)的頻譜測(cè)量1.連接測(cè)試系統(tǒng)(斷開(kāi)調(diào)制器，發(fā)設(shè)計(jì)和接收機(jī)距離30cm左右)。2.將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的信道均設(shè)置為CH1。用頻譜分析儀觀測(cè)中頻放大器的輸出信號(hào)3.將發(fā)射和接收信道分別設(shè)置為CH2~CH6，觀察頻譜圖變化。3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析⑴傳輸信道的帶載波調(diào)試信道設(shè)信道設(shè)置輸入頻率(MHz)輸入電平(dBm)輸出頻率(MHz)輸出電平(dBm)H-30900.06-25.45H867.63-30.03H883.73-33.58H875.8-25.70H859.93-32.32H891.9-35.83⑵發(fā)射機(jī)的輸出頻譜測(cè)量信道設(shè)置信道設(shè)置主要頻率分量和電平頻率(MHz)883.73893.53900906.60H電平(dBm)-55.47-54.00-36.00-51.43頻率(MHz)898.20901.47892.13885.37H電平(dBm)-49.17-57.02-37.62-52.91頻率(MHz)899.83890.27883.50877.20H電平(dBm)