频谱分析仪的正确使用

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首先，对于频谱仪来说电源是非常重要的，在给频谱仪加电之前，一定要确保电源接法正确，保证地线可靠接地。频谱仪配置的是三芯电源线，开机之前，必须将电源线插头插入标准的三相插座中，千万不要使用没有保护地的电源线，以防止可能造成的人身伤害。其次，在对信号进行精确测量前，开机后应预热三十分钟，当测试环境温度改变3—5度时，频谱仪应重新进行校准。第三，任何频谱仪在输入端口都有一个允许输入的最大安全功率，称为最大输入电平。如国产多功能频谱分析仪AV4032要求连续波输入信号的最大功率不能超过＋30dBmW(1W)，且不允许直流输入。若输入信号值超出了频谱仪所允许的最大输入电平值，则会造成仪器损坏；对于不允许直流输入的频谱仪，若输入信号中含有直流成份，则也会对频谱仪造成损伤。记住这点非常重要，一般频谱仪的最大输入电平值通常在前面板靠近输入连接口的地方标出。如果频谱仪不允许信号中含有直流电压，当测量带有直流分量的信号时，应外接一个恰当数值的电容器用于隔直流。当对所测信号的性质不太了解时，我们可采用以下的办法来保证频谱仪的安全使用：如果有RF功率计，可以用它来先测一下信号电平，如果没有功率计，则在信号电缆与频谱仪的输入端之间应接上一个一定量值的外部衰减器，频谱仪应选择最大的射频衰减和可能的最大基准电平，并且使用最宽的频率扫宽(SPAN)，保证可能偏出屏幕的信号可以清晰看见。我们也可以使用示波器、电压表等仪器来检查DC及AC信号电平

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频谱分析仪的使用
一、 什么是频谱分析仪在频域内分析信号的图示测试仪。以图形方式显示信号幅度按频率的分布，即X轴表示频率，Y轴表示信号幅度。

二、 原理：用窄带带通滤波器对信号进行选通。

三、 主要功能：显示被测信号的频谱、幅度、频率。可以全景显示，也可以选定带宽测试。

四、 测量机制：1、 把被测信号与仪器内的基准频率、基准电平进行对比。因为许多测量的本质都是电平测试，如载波电平、A/V、频响、C/N、CSO、CTB、HM、CM以及数字频道平均功率等。2、 波形分析：通过107选件和相应的分析软件，对电视的行波形进行分析，从而测试视频指标。如DG、DP、CLDI、调制深度、频偏等。

五、 操作：（一） 硬键、软键和旋钮：这是仪器的基本操作手段。1、 三个大硬键和一个大旋钮：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，则旋钮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）、和幅度的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处显示什么，它就是什么按键。3、 其它硬键：仪器状态(INSTRUMNT STATE)控制区有十个硬键：RESET清零、CANFIG配置、CAL校准、AUX CTRL辅助控制、COPY打印、MODE模式、SAVE存储、RECALL调用、MEAS/USER测量/用户自定义、SGL SWP信号扫描。光标（MARKER）区有四个硬键：MKR光标、MKR 光标移动、RKR FCTN光标功能、PEAK 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。（二）输入和输出接口：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和屏幕亮度；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。（三） 测试准备：1、限制性保护：规定最高输入射频电平和造成永久性损坏的最高电压值：直流25V，交流峰峰值100V。2、 预热：测试须等到OVER COLD消失。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的一些参数输入进去，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 config调谐配置：包括频率、频道、制式、电平单位。Analyzer input输入配置：是否加前置放大器。Beats setup拍频设置、测CTB、CSO的频点（频率偏移CTB FRQ offset、CSO FRQ offset）。GATING YES NO是否选通测试行。C/N setup载噪比设置：频点（频率偏移C/N FRQ offset）、带宽。
（四） 读取结果的方法：1、 电平的读取：主要使用参考电平REF。仪器屏幕图形上最上边的一行水平线是参考电平线。该线表示的电平为参考电平，其数值和单位显示在屏幕左上角。参考电平的值可以改变：按AMPLITUDE硬键，旋转大旋钮就可以改变，数字随时显示出来。图形每格的分贝数dB/DIV显示在屏幕左上角。2、频率的读取：图形里的中心频率、起始频率、终止频率三条竖线，各自代表的频率数显示在屏幕的下方。中心频率由Frequency硬键旋大旋钮调整；起始和终止频率由Span硬键旋大旋钮调整（实际是改变扫描宽度）。3、光标的使用：按MKR键，屏幕曲线上将出现闪动的光标。光标所在位置的电平和频率显示在屏幕左上角。光标可任意移动，移动到什么位置，就显示什么地方的频率和电平。4、 打印、存储5、视频测试

六、 常用测试——频谱测试和频道测试（Cable TV分析）：按MODE硬键，屏幕上显示两个软键：频谱测试和Cable TV分析，按对应的软键就进入各自的测试项目。1、 频谱测试：用三大硬键加上大旋钮即可实现一般分析。2、 频道测试：按Cable TV ANALIZER盘软键、再按屏道测试软键，显示出测试菜单（共四页），按频道选择CHINAL SELECT软键，用数字键盘输入欲测频道的标识频率（模拟电视频道为图象载波频率，数字频道为频道中心频率）后，就可以对该频道进行测试了。菜单内容如下：LISTEN ON/OFF 声音开/关EM DEV 调频调制深度VIEW INGRESS 图象串扰CARRIER LVL & FRQ载波电平/频率CARRIER/NOISE 载噪比HUM 交流声调制CROSS MOD交扰调制CSO/CTBDEPTH MOD 调制深度SYSTEM FRQ RSP 系统频率响应IN CHNL FRQ RSP 频道内频率响应DIE GAIN DIF PHAZ 微分增益、微分相位CLDI 色亮延时差DIGITAL CH POEWER数字频道功率FM RADIO调频广播

七、 几个问题：1、 测C/N、CSO：仪器提供两个方法：关断调制和不关断调制。不关断调制，要在被测频道的调制信号里插入静止测试行，启动仪器的选通功能，可以不中断正常播出。测CSO须预先在Setup中设置拍频位置。以便仪器在设置的频率上找拍频。2、 测HUM、CM必须关掉调制（不关载波）。3、 测CTB必须关掉载波。因为CTB产物集中分布在载频近旁。关断载频后，CTB、CSO产物都可以在屏幕上看到。区别哪个是CTB还是CSO，利用他们与输入电平的关系来判断。4、 下列测试项目需要在场逆程插入静止测试行：不关断调制测C/N、CSO；测CTB；

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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)是一个表示功率绝对值的单位，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最好，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最低能测到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，有的频率点测最不准，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 最大输入电平：+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。

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频谱分析仪的使用方法（第二页） (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，不允许超出的最大允许输入电压为+25V(DC)和十10dBm(AC)。当加上40dB最大输入衰减时，最大输入电压为+20dBm。 (13)衰减器按钮：输入衰减器包括有4个10dB衰减器，在信号进入第一混频器之前，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，先选择设置为最高衰减量(4x10dB)和最高可用频宽(扫频宽度100MHz／格)，若此时将中心频率调在500MHz，则在最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，则可指出在最大可显示频率范围(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，最右是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”。这是由于第一本地振荡器频率通过了第一中频而产生的。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，则需要用一台很精确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：信号强度达到最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，此时最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，使图像最高点在屏幕范围内。 (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。

baxk

谢谢啊............

wanzsxit

好贴一定要顶

yang_xian521

能给些图吗。我都没见过逻辑分析仪，听说学校就一台，还没人用过，听说不好用

hopestar

不错，写的很详细

twtykpm2002

不错，写的很详细，非常好啊

yinner

好帖！顶！

jjkwz

这么多啊，谢谢啊，不错不错

恭梧溪

好贴，很受用！
顶起~~~~~!

liuceone

上点图 一边看图一边对照文字就好了

jocgj

参考了。谢谢！