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频谱分析仪简史(80年代之前)

时间:12-26 来源:互联网 点击:
至少在80年代以前,整个频谱分析仪市场都由HP引领。

信号源曾今是HP的第一个产品。“40年代早期,HP车库”图片里的DavePackard用300A波形分析仪测试205AG信号发生器。

HP在1964年推出了频谱分析仪。这个市场原本属于“Polarad”和“Panoramic”。这两个公司都生产分析仪,大多数是Klystrons作为第一本振的单独波段、手动调谐接收机。第二本振是扫频,提供了100MC扫频宽度。项目工程师ArtFong被安排制造HP分析仪,革命性的变化其是将扫频功能作为第一本振。使用向后波振荡器(BWO)作为第一本振,使得可标记的2000MC扫描宽度成为可能。

HP8551A第一次亮相实在1964年8月。1965年的目录这么介绍“微波频谱分析仪的全新概念”。

第一台校准的频谱分析仪

851A/8551A频谱分析仪通过同轴输入覆盖了10MC到10GC的频率范围,通过外部的波导混频器和适配器覆盖了8.2~40GC。

校准的频谱宽度从100kC~2GC。这么宽的频谱使得宽的分离信号和和宽的频谱,单一信号、失真产品的详细检查成为可能。

信号幅度由0~60dB的RF衰减器(10dB步进),外加80dB的IF衰减器(1dB步进)控制。校准,显示动态范围60dB.

HP8551A频谱分析仪是BillHewlett在1983年编写的“机会的创新”一书中认为最为成功的产品之一。

“在写这篇文章之前,频谱分析仪已经流行了很久。HP产品之前,这些仪器有一些非常实际的问题和限制。比如,谐波和杂散信号会经常导致不稳定的结果。另外,对于频率参考不够准确,动不动就需要校准。最后,他们是窄带的,需要一系列插件调谐器覆盖感兴趣的频段。,新方法、新工具的开发迫在眉睫。

解决之道是采用改进的后向波振荡器,给出“干净的信号”。一个本地的生产商为我们设计了符合要求的、频率覆盖了2~4GHz范围并且电压可调的管子。低噪声的2GHzIF放大器、10MHz~4GHz直接频率可由和4Ghz的镜像频率隔离开来,轻易获得超过0.4GHz的频率。10MHz石英晶体振荡器的使用使得调谐和扫频时获得1%的准确度是可行的,也可以在扫频宽度和速度改变时为优化分辨率而自动选择波段。对数显示可以获得60dB的动态范围。

仪器带来了频谱分析仪的革命,并开启了许多新的应用。”

下一个十年

ArtFong理念的下一个演变是产生了70年代HP最为广泛的产品线。140系列示波器主机和855x频谱分析仪插件系列为HP的品牌提升带来了重要的贡献,直到HP35口袋计算器的诞生。

855x系列1968年随着8552A和8553L配对插件以及141S显示部分开始生产。刚开始被称为“全校准频域测量系统”“很容易使用以及转变成示波器。”频率覆盖了1kHz~110MHz,应用包括音频,视频,和IF放大器,导航辅助,电信表,复用基带,以及商业AM、FM、TV、和陆地移动通信。

1969年8月推出的8554LRF插件,将频率上限扩展到UHF波段,使用YIG调谐固态第一本振覆盖了0.5~1250MHz的频率范围。第一次可以在全波段内单次扫频,并保持了110MHz插件的平坦,动态范围和绝对幅度校准。

1971年9月,调谐部分覆盖了10MHz~18GHz(8555A),低频部分覆盖了20Hz~300kHz(8556A)和2个追踪信号发生器(8443A,0.1~110MHz)和(8444A,0.5~1300MHz)被生产出来。

自动频谱分析仪

1972年,HP的首台计算机、第二代合成器,855x频谱分析仪插件家族界面,组成了第一台自动化频谱分析仪系统。

最初,这套系统被用在两个行业。一个是“频谱监测”,包括站点调查,系统监测,电子一致性测试,和一些电子智能的应用。另一个是“激励/响应测试”,包括经常在放大器,混频器,调制器,复用器,晶振,接收机和发射机的联合等应用上进行的频域测试。

这些非常昂贵的自动频谱分析仪系统在开始的时候只存在于有限的市场,但是每一个构成部分,包括计算机,界面和软件都是由HP“内部制造”。这些多样的,内部know-how使得HP比其他自动频谱分析仪有着显著的领先优势。计算机的下一个显著改进时集成和数字工艺的引入,最终导致了70年代之前8566,自动微波频谱分析仪的诞生。

8580A系统

8580A以及非线性器件的激励/响应测试系统

低频,低价,自动化

1975年,面向中小型公司的低价,音频和射频自动化频谱分析仪出现。

推动这个的因素有几方面。首先是1972年推出的第二代HP桌面计算器(9810/20/30)。其次是“IEEE488”接口的出现,这个接口就是著名的HP-IB,今天更出名的称呼是GPIB。HP-IB此后也成为HP每一台可编程仪器的标准配置。

3571A是第一台这样子的频谱分析仪。

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