幅度精度及其校准这事对频谱分析仪来说真不小
过功分器后在J1会有-10dBc被反射回来,这部分信号会有-16dBc被反射到J2端,这样会额外产生2.5%的误差。
鉴于上述理由,笔者认为长寿命的开关更加适合于这种校准测试。但通常认为微波开关存在寿命问题,正常的微波开关的寿命是1百万次,而在图1的校准系统中,采用了指标为1千万次的微波开关,这种开关的实测寿命超过3亿次,足够应付海量数据的测试要求。
让实验数据来告诉我们
根据图1,笔者针对A和B二种频谱分析仪进行了一系列的比对测试,以下分别加以描述。
SPAN变化对频谱分析仪幅度精度的影响
这项测试在1GHz时进行,二台频谱分析仪的设置均为FC=1GHz,RBW=30kHz,VBW=30kHz,Attn=20dB;输入到功率计的功率从-39dBm至+3dBm,每1dB变化一次并记录测试数据。
在测试过程中,分别在频谱分析仪的Span为1MHz和10MHz的二种条件下,记录二台频谱分析仪的幅度读数。为了保证测试的一致性,频谱分析仪的其它参数均不作改变,测试结果如图3所示。
图3不同SPAN条件下频谱分析仪的幅度精度
频谱分析仪A在Span=1MHz时测试-39dBm到+3dBm的信号幅度误差约为+0.1dB/-0.5dB;当Span=10MHz时,其幅度误差为+0.2dB/-0.4dB,二者总的变化趋势是一致的。
频谱分析仪B在Span=1MHz条件下的幅度测试误差约为-0.15dB/-0.35dB,当Span=10MHz时的幅度误差为+0.3dB/0dB,二者的变化趋势也是一致的。
从上述测试结果我们发现Span的变化对频谱分析仪A的幅度误差影响较小,但测试功率变化时则产生了较大的误差。而频谱分析仪B针对不同的测试功率有着较好的精度,Span的变化却导致了约0.4dB的误差。
RBW变化对频谱分析仪幅度精度的影响
在这项测试中,信号源的频率始终保持在1GHz,二台频谱分析仪的设置均为FC=1GHz,Span=1MHz,Attn=20dB;输入到功率计的功率从-39dBm至+3dBm,每1dB变化一次并记录测试数据。
在整个测试过程中,分别在频谱分析仪的RBW为10kHz和30kHz的二种条件下,记录二台频谱分析仪的幅度读数。为了保证测试的一致性,频谱分析仪的其它参数均不作改变,测试结果如图4所示。
图4 不同RBW条件下频谱分析仪的幅度精度
频谱分析仪A在RBW=10kHz和30kHz条件下,分别产生了约+0.5dB和-0.5dB的幅度误差。
频谱分析仪B在RBW=10kHz和30kHz条件下,的幅度测试误差约为-0.1dB至-0.35dB之间。
从上述测试结果我们发现,RBW的变化对频谱分析仪A的幅度误差有着较大的影响;而频谱分析仪B在Span变化时有着较好的测试一致性。
不同Detector对频谱分析仪幅度精度的影响
这项测试中在1GHz时进行,二台频谱分析仪的设置均为FC=1GHz,Span=1MHz,RBW=30kHz,VBW=30kHz,Attn=20dB;输入到功率计的功率从-39dBm至+3dBm,每1dB变化一次并记录测试数据。
在测试过程中,分别在频谱分析仪的Detector设置为Positive和Sample二种条件下,记录二台频谱分析仪的幅度读数。为了保证测试的一致性,频谱分析仪的其它参数均不作改变,测试结果如图5所示。
图5 不同Detector条件下频谱分析仪的幅度精度
从测试结果我们发现,在Positive和Sample这二种Detector条件下,对于连续波信号的测试,二台频谱分析仪的幅度误差变化甚微,而对于调制信号,还需要类似的测试来进一步验证。
不同频率时频谱分析仪的幅度精度
在这项测试中,二台频谱分析仪的设置均为Span=1MHz,RBW=30kHz,VBW=30kHz,Attn=20dB;输入到功率计的功率从-39dBm至+3dBm,每1dB变化一次并记录测试数据。
在测试过程中,分别在测试频率为1GHz和2GHz二种条件下,记录二台频谱分析仪的幅度读数。为了保证测试的一致性,频谱分析仪的其它参数均不作改变,测试结果如图6所示。
图6 不同频率时频谱分析仪的幅度精度
从测试结果我们发现,在1GHz和2GHz这二种频率条件下所测得的二台频谱分析仪的幅度误差,显然就是频谱仪资料中所提到的频率响应指标。
不同输入衰减时频谱分析仪的幅度精度
在这项测试中,二台频谱分析仪的设置均为Fc=1GHz,Span=1MHz,RBW=30kHz,VBW=30kHz;输入到功率计的功率从-39dBm至+3dBm,每1dB变化一次并记录测试数据。
在测试过程中,分别在输入衰减为0dB、10dB和20dB三种条件下,记录二台频谱分析仪的幅度读数。为了保证测试的一致性,频谱分析仪的其它参数均不作改变,测试结果如图7所示。
图7 不同输入衰减条件下频谱分析仪的幅度精度
这个测试结果显然说明了频谱分析仪的输入衰减器的精度。
上述测试结果仅仅说明了频谱分析仪在不同的设置条件下的幅度测试精度是有变化的,而且这个变
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