如何选择射频测试仪器
例如一些由移动电话、无线LAN设备和基于其他一些新通信标准的设备所产生的调制信号。矢量信号分析仪可以显示星座图、码域图和调制质量(例如误差矢量幅度)的计算度量。
传统的频谱分析仪是扫描-调谐式设备,因为其中的局部振荡器要扫描一个频率范围,窄带滤波器就可以获取该频率范围内每个单位频率上的功率分量。矢量信号分析仪也扫描一部分频谱,但是它们捕捉一定宽带内的数据进行快速傅立叶变换得到单位频率上的功率分量。因此矢量信号分析仪扫描频谱的速度比频谱分析仪快得多。
评价矢量信号分析仪性能的关键指标在于它的测量带宽。一些新的高带宽通信标准,例如WLAN和WiMax,需要捕捉带宽为20MHz的信号。要想捕捉并分析这些信号,分析仪必须具有足够大的带宽才能捕捉到整个信号。如果测试高带宽、数字调制的信号,那么要确保分析仪的测量带宽能够充分捕捉到所测的信号。
频谱分析仪可以用于检验待测发射机是否产生了正确的功率频谱。如果设计工程要求测试某些失真分量,例如谐波或寄生信号,那么就需要采用频谱分析仪或矢量信号分析仪。类似的,如果设计者关注器件的噪声功率,那么也需要使用这样的射频分析仪。其他一些需要频谱分析仪或矢量信号分析仪的例子包括:测试互调失真、三阶截断、功率放大器或功率晶体管的1dB增益压缩、器件的频率响应等。
测试那些涉及数字调制信号的发射机或放大器就需要使用矢量信号分析仪,对调制信号进行解调。矢量信号分析仪能够测量出某个器件产生了多大的调制失真。解调过程是一个复杂、计算密集的过程。能够快速进行解调和测量计算操作的矢量信号分析仪就可以大大缩短测试时间,降低测试成本。
四、网络分析仪
除了频谱分析仪和矢量信号分析仪,第三类分析仪就是网络分析仪。网络分析仪包含一个内置的射频信号源和一个测试射频器件的宽带(或窄带)探测器。网络分析仪以x-y坐标、极坐标或史密斯圆图的形式输出显式器件的特性。
从本质上来看,网络分析仪测量的是器件的S参数。矢量网络分析仪可以提供幅值和相位信息,可以以很高的精度判断这些器件在某个宽频段上的传输损耗与增益。通过矢量网络分析仪,还可以测量出回波损耗(反射系数)和阻抗匹配,进行相位测量和群延迟测量。
网路分析仪主要用于分析诸如滤波器和放大器之类的元件。值得注意的是,网络分析采用的是未经调制的连续波,分析仪的校准十分重要。利用制造商提供的校准工具包可以实现网络分析仪的校准。由于网络分析仪在一台仪器内集成了信号源和测量功能,而且分析仪具有较宽的频率范围,因此这类仪器的价格比较昂贵。
有时需要同时使用上述四种主要的射频测试仪器,例如功率放大器(PA)的测试。信号源可以提供输入信号,功率计或频谱分析仪可以测量输出功率。如果精度非常重要,比如在测量最大功率时,就需要使用功率计进行输出测量。PA的输入匹配对于从事射频发射器的设计者来说是一个关键参数。放大所有供给PA的功率,不因反射而损耗实际的功率,这是非常重要的。因此,PA制造商一般会使用网络分析仪测量PA的回波损耗(即S11)。
作者:崔淇、朱光华、陈志恒,陕西烽火通讯科技有限责任公司
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