頻譜儀內(nèi)部工作原理 諧波測試準(zhǔn)確性總結(jié)

前言

準(zhǔn)確測試諧波的前提是對頻譜儀內(nèi)部的工作原理有一個比較清晰的認(rèn)識。

頻譜儀內(nèi)部工作原理

頻譜儀的工作原理如下圖所示，當(dāng)有信號輸入到頻譜儀后，首先將信號進(jìn)行衰減，衰減的值即為頻譜儀按鍵上的attenuation，衰減后的信號會經(jīng)過混頻然后通過中頻放大器再到后端，為保證正確的測量值，中頻放大器隨著衰減器值聯(lián)動的，也就是說衰減了多少在混頻后會放大多少。

按照上述按照衰減多少就放大多少的理論，所以改變衰減器值并不會導(dǎo)致最終測試結(jié)果不一致，出現(xiàn)不一致的因素，是因為在混頻過程中產(chǎn)生了失真【二階失真】，失真信號疊加到模塊諧波信號上，造成諧波測試出來偏大。失真信號幅度與混頻器工作電平如下圖所示。

混頻器工作電平越低，產(chǎn)生的失真信號越小，疊加到二次諧波、三次諧波上的失真信號小了，顯示的諧波值就越真實。降低混頻器工作電平的方式就是增大衰減器值。

諧波測試準(zhǔn)確性總結(jié)

這就是為什么attenuation(衰減)會影響諧波功率的原因。但是衰減器的值不能設(shè)置太大，因為頻譜顯示的底噪有部分是在混頻過程中產(chǎn)生的，衰減越大，后面的中頻放大器放大倍數(shù)就越大，噪聲也會被放大，最終會出現(xiàn)底噪偏大的情況。所以在正常測試的時候，建議都設(shè)置為自動模式，如果出現(xiàn)不一致的情況，可以將衰減器值從小慢慢加大，直到前后兩次的諧波值不再變化這時候的諧波值是比較準(zhǔn)確的。

attenuation越大，諧波值越準(zhǔn)，但是底噪會增加，需要折中選取;

測試模塊功率時頻譜儀產(chǎn)生的底噪并不只是模塊本身的底噪，還包含儀器的噪聲經(jīng)過中頻放大器放大后疊加的的噪聲(當(dāng)放大倍數(shù)比較大的時候，我們看到的底噪很可能并不能代表模塊的底噪)，底噪的顯示還與RBW和VBW存在關(guān)系。

在使用頻譜儀測試諧波時，總是會想到饋入頻譜儀的主頻信號不能太強，不能讓頻譜儀自身產(chǎn)生明顯的諧波而干擾測試結(jié)果。這個思路是沒有問題的，所以常常推薦先將主頻信號衰減一些再饋入頻譜儀，可以使用衰減器，但是更好的方法是使用濾波器或陷波器。

只有主頻信號和諧波同時“出現(xiàn)”在頻譜儀的輸入端時，頻譜儀產(chǎn)生的諧波才會干擾測試。

諧波測試時，使用外部濾波器或陷波器抑制主頻肯定是沒問題的，但當(dāng)沒有這些附件時，用戶可以咨詢儀表廠家關(guān)于頻譜儀的低通預(yù)選器頻率范圍，以判斷諧波測試時是否需要抑制主頻。