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除了基礎頻譜測試，頻譜儀還有哪些標配測試功能？

更新時間：2024-10-15 點擊次數：1550

頻譜儀的基礎功能是顯示測試頻率范圍內的功率譜，當頻率范圍SPAN=0時顯示當前測試頻率點的時域功率。除此之外，主流中高（）端頻譜儀還標配一些分析功能，比如時域功率測試、信道功率測試、載噪比測試、占用帶寬測試、諧波測試、互調測試、頻率計功能、n-dB-down測試、噪聲測試、功率譜密度測試，以及統計分析功能。

這些標配功能可大大簡化和優化測試應用，且無需另外付費，測試工程師不能僅僅了解頻譜儀的基礎功能和購買的專用測試選件，還應當熟練掌握這些頻譜儀標配的測試功能，本文簡述這些標配擴展功能的應用。

【Channel power / ACPR】

信道功率和功率譜密度測試

應用場景

調制信號的信道功率和鄰道功率測試，被測設備通常是發射機或射頻通道；

鄰道功率測試目的，主要是分析干擾和噪聲功率。

測試原理

對于同一個信號，信道功率的測試結果與功率計的連續平均功率測試結果一致；

使用RMS檢波器，在預設信道帶寬內，測量信號功率并計算積分總功率，得到信道功率；

在預設鄰道帶寬內，測量并顯示噪聲功率以及鄰道功率比ACPR；

噪聲功率可以歸一化到1Hz顯示，即噪聲功率密度dBm/Hz。

測試方法

設置頻譜儀，信號居中，激活信道功率測量功能；
如果信號是標準通信信號，頻譜儀中可選擇相應標準自動設置，否則，RMS檢波器，設定信道和鄰道帶寬和保護間隔，設定SPAN顯示信道數目；
運行自動調節設置；
讀取發射信道功率值；
默認鄰道功率比，可更改顯示鄰道噪聲功率或功率密度。

注意事項

不可使用峰值檢波，推薦選用RMS檢波器，用延長測試時間的方式獲取更穩定的曲線；SPAN>信號帶寬。

【Marker - Noise】

噪聲功率/譜密度

應用場景

測量寬帶噪聲譜某頻率的噪聲功率密度dBm/Hz，也可以顯示電壓和電流譜密度V/√Hz和A/√Hz等。

測試原理

在Marker標記點處，根據RBW自動計算并顯示該頻點功率密度；

頻率歸一化主要采取 -10lg(RBW) 算法，另需多點平均；

當SPAN=0的時域測試時，整條trace曲線上的功率數據進行平均和計算；

當SPAN>0頻譜測試時，選擇標記點左右多個測試點（如8點）數據進行平均和計算

測試方法

打開Marker標記功能中的噪聲測試模式，檢波器設置為RMS或SAMPLE，讀取噪聲功率或電壓譜密度。

注意事項

噪聲讀數起伏過大時，需要采取一定的穩定手段，RMS檢波器采取延長掃描時間的手段，SAMPLE檢波器采取多次平均的手段；

噪聲功率密度計算中需要多點平均，因此Maker不可標記在頻譜尖峰或臨近尖峰的位置。

【C/N和C/N0】

載噪比測試

應用場景

用于射頻通道或器件的載噪比測試，例如放大器或射頻接收通道。

測試原理

測量C和N的功率及其功率比值；

信號C是CW單載波，N是規定帶寬內總的噪聲功率，N0是歸一化到1Hz的噪聲功率密度。

測試方法

設置頻譜儀，將信號C屏幕居中；
激活C/N功能，自動標記C的頻率和功率（交叉線標記）；
設定信道分析帶寬；
RMS檢波器，SPAN是信道帶寬的2~3倍，這個步驟可以Adjust setting 自動調節設置；
關閉輸入信號C（或將其移出信道帶寬）；
讀取C/N和C/N0

【OBW】

占用帶寬測試

應用場景

用于測試射頻信號占用帶寬。

測試原理

在SPAN之內，積分計算總功率，按照預設功率百分比占比，計算相應的信號帶寬。

測試方法

設置頻譜儀，將信號屏幕居中；
設置SPAN>信號帶寬，RBW<<信號帶寬;
RMS檢波器；
預設功率百分比占比，如99%；
讀取OBW，調整SPAN介于2*OBW和3*OBW之間
最終讀取OBW

【ndB-Down】

頻域或時域寬度測試

應用場景

測量帶寬或脈沖寬度。

測試原理

是Marker功能之一，首先Marker搜索信號峰值，并在曲線上峰值左右兩側各下降ndB的位置，標定帶寬或脈寬。

測試方法

設置頻譜儀，將信號屏幕居中；
設置SPAN>信號帶寬;
設置ndB，例如3dB帶寬；
讀取帶寬或脈寬值

時域功率測試

應用場景

信號功率的時域測試。

測試原理

在SPAN=0條件下測量信號功率，橫軸是時間，縱軸是功率。在固定頻點，測試信號包絡并顯示。

測試方法

設置頻譜儀，將信號屏幕居中；
設置SPAN=0，RBW>信號帶寬;
RMS或sample檢波器；
峰值功率讀取Peak;
平均功率讀取RMS

諧波測試

應用場景

自動搜索測試信號的諧波。

測試原理

首先自動搜索信號，得到信號的頻率和功率值，然后自動測量預設諧波次數的頻率處的諧波分量功率，計算功率差并顯示。

測試方法

進入諧波測量模式
設置合適的諧波次數
設置合適的RBW
讀取諧波測量值

【TOI】

互調測試

應用場景

自動測試雙音信號的三階互調截點TOI。

測試方法

設置中心頻率和SPAN，使兩個輸入信號對稱居中，并完整顯示兩個相鄰的互調信號；
RBW<<頻率間隔；
進入TOI測量模式并讀取TOI

頻率計功能

應用場景

測量射頻信號的頻率。

測試方法

設置中心頻率和SPAN，使信號居中；
打開Marker功能，搜索峰值；
設置頻率分辨率；
頻率計數器模式，讀取頻率count值

【APD幅度概率分布】

測量時間（采樣點個數）內所有采樣點幅度的出現概率直方圖，橫軸是功率幅度(dBm)，縱軸概率（當前幅度出現次數/總樣點數）。

設置參數：

幅度分辨率：直方圖線寬，分辨率內的信號幅度相等，默認0.1dB;
分析帶寬AnBW：大于信號帶寬;
測量時間Meas Time：通過samples設置，足夠多的樣點數獲得穩定結果。

除了測試圖形以外的測試數據顯示：

平均功率
峰值功率
峰均比

【CCDF互補累積分布函數】

超過信號平均功率的某幅度電平出現概率，橫軸是相對功率電平門限，橫軸起點是0dB(對應平均功率)，自定義幅度門限范圍，縱軸代表超過對應橫軸門限電平的信號出現概率。

設置參數：

分析帶寬AnBW：大于信號帶寬;
測量時間Meas Time：通過samples設置，足夠多的樣點數獲得穩定結果；
紅色曲線：代表當前電平條件下理想高斯分布。

除了測試圖形以外的測試數據顯示：

平均功率
峰值功率
峰均比
10%，1%，0.1%，0.01%四個概率對應的幅度電平

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