衰减器、限幅器和滤波器

1、衰减器、限幅器和滤波器频谱分析仪在实际操作中有两种工作方式：一种是通过天线耦合 的开路测量，另一种是电缆连接的闭路测量。在开路测量中，常用的 配件是各类测量天线和信号放大器。在闭路测量中，常用的配件是衰 减器、连接器（转接头）、滤波器和测试电缆。今天，我们来看一看 衰减器、限幅器和滤波器。衰减器衰减器是频谱仪最常用的配件。衰减器的作用是减小信号幅度。 频谱仪是高灵敏度仪器，虽然其内置可变衰减器，但不支持大功率信 号直接输入。频谱仪内置的衰减器会与仪器内部增益联动，一般来说， 外置的衰减器更好用。一般的频谱仪推荐的输入信号功率范围是 -10-20dbm，过高的输入电平会使频谱仪失真，影响测量准确

2、度。 频谱仪输入端口标称的警告输入电平为损坏电平，高于此电平的信号 进入频谱仪会损坏仪器。为了使较高的电平信号能满足频谱仪输入信 号的幅度要求，需要串联衰减器，以降低输入信号的幅度。衰减器能 成倍降低输入信号的幅度，将多余的能量转化为热量，所以大功率衰 减器都配有厚重的散热片。衰减器分为可调衰减器和固定值衰减器两大类。可调衰减器大多 用于科研，其衰减量可以调节，相当于多个固定值衰减器。固定值衰 减器的衰减量不可调节，固定值衰减器的有适配大功率的产品，可承 受较大的输入功率，是日常应用较多的衰减器。固定值衰减器的主要 指标参数是衰减量、承受功率、工作频率范围、接口规格、输入阻抗。 大功率固定值衰

3、减器与小功率固定值衰减器各有所长，大功率固定值 衰减器可以承受较大的功率（见图 1）；小功率固定值衰减器体积较 小（见图2），可直接安装在频谱仪输入端口上，免去连接电缆，没 有插入损耗。在小功率固定值衰减器中有高精度产品，在很宽的频率 范围内可保持微小的衰减波动。在大多数测量场合，大功率固定值衰 减器和小功率固定值衰减器会组合使用。图1大功率衰减器图2小功率衰减器若无线电爱好者想要打造一间工作室，笔者建议选购一个大功率 衰减器和几个小功率衰减器。大功率衰减器的衰减量一般为2050dB，在日常应用中，输入功率越大，衰减量也越大，衰减器的功率 不小于实际输入信号的功率最大值。小功率衰减器可以选择衰

4、减量为 10dB、20dB、30dB的产品，小功率衰减器可与大功率衰减器串联使 用，以得到更合适的衰减量。一般的商用频谱仪输入端口为N型接口，建议选购N型接口的衰减器，这样衰减器可以直接连接频谱仪， 不需要使用转接头。另外衰减器的设计工作频率范围应大于被测信号 的频率，否则衰减量的误差会增大。国际大牌的衰减器价格昂贵，在 爱好者选购二手产品时，应注意衰减器的接口是否有氧化痕迹，有条 件的爱好者可用网络分析仪测试一下衰减器工作状态和频率特性。国 内小厂生产的固定值衰减器（大功率衰减器和小功率衰减器）的性能 和工艺日益提高，工作频率在3GHz以下的衰减器性价比很高。若要 选购工作频率在18GHz及

5、以上的衰减器，建议各位选购国内大厂和 国际大牌的产品。限幅器限幅器是一种特殊的配件，它的作用是限制幅度过大的信号进入 频谱仪，属于频谱仪的保护性配件。如果频谱仪的使用者专业意识不 强，限幅器可有效保护仪器。市场上限幅器的种类较少，价格也比较 贵，有些工程师用“土办法”来保护频谱仪，他们在频谱仪的输入端连 接一个13dB的小功率衰减器，作为频谱仪的保护盾。滤波器滤波器是一种具有选择性频率通过特性的配件（见图3 ）。频谱仪与监测接收机的主要区别在于频谱仪前端信号处理的滤波单元比较 简单，抗邻频干扰的能力弱。在实际应用中，为频谱仪连接适当的滤 波器，可以显著提升频谱仪的测量准确度。图7滤波器频谱仪的典型应用主要有信号高次谐波测量和频谱监测。在高次谐波测量中，利用高通滤波器可将主频信号滤除，能更准确地测量高 次谐波信号。在频谱监测中使用高通滤波器、低通滤波器、带通滤波 器，能减少与目标监测频段相邻的大信号干扰。频谱仪使用小功率滤 波器即可，对于大功率输入信号，滤波器可安装在衰减器之后。业内 知名的固定值系列滤波器为Mini-Circuits，规格繁多。笔者玩业余电台较多，为了更好地测量业余电台设备的高次谐波，为工作频 率为122MHz、145MHz、4