常用测试仪表使用介绍

关于常用测试仪表使用介绍第1页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三测试注意事项：

1、输入信号的直流不能过大，否则会损坏仪器。

2、大功率信号不能直接连接到仪器上，会使仪器损坏。

3、仪器要良好接地。仪器有测良误差，测试前要了解仪器的精度，测试高于仪器精度的信号，结果自然不准确。正确的测试方法才能得到正确的测试结果。正确的测试结果是可以重复的。第2页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三测量误差和校准：

1、测量误差要参考仪器手册。

2、一般来讲，每年仪器要校准一次，以保证仪器的准确性。

3、测量人员要使测量误差最小化。第3页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

频谱仪的使用频谱仪的工作原理

工作原理是输入信号经衰減器直接外加到混频器，可调变的本地振荡器经与CRT同步的扫描产生器产生随时间作线性变化的振荡频率，经混频器与输入信号混频后的中频（IF）再放大、滤波于检波传送到CRT的垂直方向板，因此在CRT的纵轴显示信号振幅与频率的对应关系。第4页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三频谱仪测量信号的频域特性，相比而言，示波器则是测量时域信号的特性一些常用单位的意义

unitNotedB相对值，不能独立存在dBc相对载波dBC(carrier):载波，主信号dBm绝对值0dBm=1mW;10dBm=10mWdBuV0dBuV=1uV;20dBuV=10uVppm百万分之一第5页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

面板主要按钮的功能

FrequencycenterfreqcfstepstartfreqstopfreqfreqoffsetSPANspanfullspanzorespanAmplitudereflevelattenlogdB/DivrefLvloffsetampunits(dBm,dBuv,dBmv，Volts,Vatts)MAKmarkernormalmarkerdeltamarker1/deltamarkernoise(onoff)

sigtrk(onoff)

第6页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三MAKmarkercfmarkerrellvlmarkercfstepPeaksearchnextpeaknextpkleftnextpkrightSweepswptimesweep(contsgl)BWresbwvideobwvbw/rbwratiorbw/spanratioTraceclearwriteamaxholdaviewablankatraceabMeas/usermeasurepowermenuoccupiedbandwidthoccupied

第7页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三频谱仪重要参数

1、分辨带宽RBW(resolutionbandwidth)

在频谱分析仪中，频率分辨率是一个非常重要的概念，它是由中频滤波器的带宽所确定的，这个带宽决定了仪器的分辨带宽。RBW代表兩個不同頻率的信號能夠被清楚的分辨出來的最低頻寬差異，兩個不同頻率的信號頻寬如低於頻譜分析儀的RBW，此時該兩信號將重疊，難以分辨，較低的RBW固然有助於不同頻率信號的分辨與量測，低的RBW將濾除較高頻率的信號成份，導致信號顯示時產生失真，失真值與設定的RBW密切相關，較高的RBW固然有助於寬頻帶信號的偵測，將增加雜訊底層值(NoiseFloor)，降低量測靈敏度，對於偵測低強度的信號易產生阻礙，因此適當的RBW寬度是正確使用頻譜分析儀重要的概念。

第8页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三RBW越小，经过滤波器的噪声就越少，频谱仪噪底也可以越低。調整RBW而信號振幅並無產生明顯的變化，此時之RBW頻寬即可加以採用。較寬的RBW較能充分地反應輸入信號的波形與振幅，但較低的RBW將能區別不同頻率的信號。

如果观察对比2个信号，RBW必须比2个信号的间距小观察微弱信号需要小的RBW，否则信号被噪声湮没了如果相同的span，小的RBW扫描时间长

第9页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三2、视频带宽VBW(videobandwidth)

检波器之后的滤波器称为检波滤波器又叫视频滤波器，它是一个低通滤波器，它的作用可以减少检波器输出的噪声变化，揭示一些已被掩盖且接近本底噪声的信号。较宽的VBW噪声的波动较大，较窄的RBW波动显著减少，两者的噪声平均值却一样，也就是说RBW的变化不会降低平均噪声电平，但能减少噪声的峰值电平，因而能暴露出用较宽视频滤波器不能看到的低电平信号。但在某些情况下，如分析一些特殊的噪声信号时，我们则需要较宽的视频滤波器带宽，以便观察和分析，所以我们可根据不同的情况来设置视频滤波器的带宽。

视频滤波器的带宽和分辨带宽的关系是：检波前的噪声可以通过较窄的分辨带宽来降低，从而降低检波器的噪声输出电平；检波后的噪声则通过窄带视频滤波器来平滑减少噪声波动，但不能降低噪声的平均功率电平。第10页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三3、各种参数的设置说明RBWVBWSPANSWEEPTIME小长更清楚的观察信号小让显示的值不抖动，滤除噪声0观察时域信号小观察幅度小的信号，因为噪底也小大观察CDMA宽带信号第11页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三测试的常用设置和注意事项

1、如测试100KHz正旋波I/Q调制后的射频信号时测试信号功率设：RBW=30KHzVBW=30KHz

测试杂散信号：可以分频段观察，一般把设为RBW=100KHzVBW=100KHz。

2、测试SCDMA时域信号时，可以设

RBW=300kHz（channelBW=420kHz)VBW=300kHz(如此显示较清楚）FREQUENCY=CENTERFREQUENCYSPAN=0Hz（观察时域信号，频谱仪作示波器用）SWEEPTIME=30mS（SCDMATX=RX=5ms，如此满屏可以显示3个TXRX时隙，有利于观察）

第12页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三3、注意事项首先，测试时结果的准确性是最重要的，要得到准确的测试结果，设置一定要正确，不同类型的信号，设置不尽相同。我个人认为这里有两个原则：一：仪器显示的图形要调整清晰，这样才比较好读数。二：仪器显示值要准确，这点也是最重要的，在测试时可以调整RBW和VBW，观察信号变化，在信号显示功率基本没有变化的RBW和VBW范围内来选取显示图形清晰的RBW和VBW值。例如测试SCDMA的时域信号，RBW设置为300KHz时，VBW为3KHz比VBW为300KHz功率小4－5dB，而VBW≧300KHz时，功率基本一样，那么VBW<300KHz的设置就不合适。对于AMPLITUDE设置也要注意。例如，测试杂散信号时，当衰减太小，主信号已经使混频器饱和时，杂散信号幅度会有很大变化，结果会不真实，测试时，可以手动改变衰减值，在杂散信号基本没有变化的情况下，选择衰减值。第13页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三一般的测试项目我们都有测试规范，测试前要了解测试规范，尽量按照测试规范来测试。对于没有明确测试规范的测试项目，我们要逐渐形成测试规范。这样，测试结果才有很好的重复性。第14页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三信号发生器的使用普通的信号发生器的使用相对于频谱仪来讲，操作简单一些。信号发生器按频率分成2类低频信号发生器（主要通过数字方式拟合产生）高频信号发生器注意信号发生器都有一个ON/OFF键可以用来选择开关输出信号低频的信号发生器，可以选择输出正旋波，方波，可以设置输出信号的频率，相位，直流电平和输出幅度。高频的信号发生器，可以选择输出正旋波和调幅或调相的正旋波，可以设置输出信号的频率和幅度。注意：不同型号的信号源精度不尽相同。使用前，要了解所用仪器的精度，包括频率和幅度精度。输出信号自然有精度范围内的误差。信号发生器动态范围是有限的，输出频率和输出幅度都有一定的范围。

第15页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三我们经常使用的是高频信号发生器，它的基本原理如下:

信号源频率的输出利用锁相环原理，VCO频率可以调节，而晶体振荡器输出频率稳定，从而使信号源输出频率稳定。后级使自动电平控制电路，保证幅度输出的准确性。第16页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三网络分析仪的使用测量驻波系数（功率传输效率）测量增益（插损）测量群时延（信号的相位变化）要得到精确的测量结果一定要对仪器进行校准網路分析儀在射頻及微波元件方面的量測上，是最基本、應用層次也最廣的儀器，它可以提供線性及非線性特性元件的量測參數，因此，舉凡所有射頻主被動元件的模擬、製程及測試上，幾乎都會使用到。在量測參數上，它不但可以提供反射係數，並從反射係數換算出阻抗的大小，且可以量測穿透係數，以及推演出重要的S參數及其他重要的參數，如相位、群速度延遲(GroupDelay)、插入損失(InsertionLoss)、增益(Gain)甚至放大器的1dB壓縮點(Compressionpoint)等。第17页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三S参数的含义

S11是输入发射系数，条件是输出端口匹配（负载50ohm）。

S22是输出发射系数，条件是输入端口匹配（负载50ohm）。

S21是前向传输系数，条件是输出端口匹配（负载50ohm）。

S21是反向传输系数，条件是输入端口匹配（负载50ohm）。第18页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

Ｓ参数对系统设计有着重要的作用，尤其是发射系数。对我我们的电路来讲，绝大多数器件是按照50ohm的标准负载来设计。那么，只有发射系数较小，也就是负载接近50ohm时，器件才能尽可能发挥他的性能。相反，如果发射系数很大，器件匹配很差，性能也就发挥不出来，会变的很差。比如，对于天线而言，S11大，一方面发射和接收通道的效率低；另一方面如果功放发射出去的信号大部分都给发射回来进到功放，还会损伤甚至烧毁器件

S11的单位是dB。同时ρ（驻波比）和S11是等同的。只是同一个概念的两种表达方式而已

第19页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三网络分析仪可以帮助我们方便的调试发射系数，再网络分析仪上，用SMITH圆图可以方便的观察和调试阻抗的值。常用网络分析仪测试放大器和滤波器，可以方便的测出放大器的输入、输出驻波，增益，平坦度，带宽等特性。测出滤波器的输入、输出驻波，差损，平坦度，带宽和带外抑制等特性。下图是测试一个滤波器的典型曲线。

第20页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三网络分析仪的校准

1、校准的目的：在所有網路的量測系統中，都會有所誤差，這些誤差大小會隨著測試系統架設方式而有不同，因此在做每次精確的量測前，都应该作校正的動作。尤其对网络分析仪来讲，测试的是S参数，它对测试构架很敏感，使用前对它进行校准，可以很好的提高测试结果的准确性。

2、校准手段：包括开路，短路，直通，50欧姆负载。第21页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三网络分析仪的主要操作

menustartstopcenterspanpowerpowerrange（-85－10dBm)calcalibratemenus111-ports221-portFull2-portS111-portforwardopenshortloaddone1-portcalS221-portreverseopenshortloaddone1-portcalFull2-portreflection(S111-portandS221-port)transmissionisolation

如上述步骤所示，首先设置好频率和功率，然后可以进行校准。S111-port校准可以测试1端口驻波，S221-port校准可以测试2端口驻波，Full2-port校准可以测试完整的测试项目。第22页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三save/recallsavestaterecallstatefileutilitiesrenamefiledeletefiledeleteallfiles

校准完毕后可以把状态存储,下次如果是相同条件,可以直接调出

Measref:fwds11trans:fwds12trans:revs12ref:revs22formatlogmagphasedelaysmithchartpolarswrrealimaginaryscalerefautoscalescale/divreferencepositionmeas、format和scale可以设置测试项目和显示形式

displaydualchan（onoff）displaydatadata/memdata-memdatamemorydisplay可以选择单、双通道显示，可以存储曲线，方便的比较前后两条曲线的特性。

Markermarker1234alloffΔmodemenuΔrel＝1234ΔmodeoffMarker菜单可以设置marker点和设置两点差值测量模式。第23页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三示波器的使用示波器是一种用途广泛的基本电子测量仪器，用它能观察电信号的波形、幅度和频率等电参数。一些示波器可以将输入的电信号存储起来以备分析和比较。示波器可以很好用来分析TTL信号和频率不是很高的信号特性，分析信号之间的逻辑关系。对于关键点信号分析和信号时序关系的检测有着重要作用。第24页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三示波器的原理垂直通道主要用来控制电子束按被测信号的幅值大小在垂直方向上的偏移。包括Y轴衰减器，Y轴放大器和配用的高频探头。水平通道主要是控制电子束按时间值在水平方向上偏移。主要由扫描发生器、水平放大器、触发电路组成。示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，全都密封在玻璃壳体内，里面抽成高真空。

第25页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三示波器的操作

1、示波器有两个通道，CH1和CH2，可以选择单通道CH1或者CH2输入，也可以选择双通道CH1和CH2同时输入，在显示屏上显示。2、示波器上有内部校准源，产生频率1KHz，峰峰值5V的方波。面板上有两个校准端口，一个是校准信号输出，一个是地。校准时，探头接校准端口，并且把地相连，按autoscale，看方波是否准确平滑。测试前要校准一下，这样可以提高测试结果的精确度。3、每个通道有一个vol/div旋钮，可以设置显示屏y轴每个格对应的电压值，相当于灵敏度选择。测试时，按被测信号幅值的大小选择合适档级。

4、每个通道有一个垂直移位（POSITION）旋钮，可以调节光迹在屏幕中的垂直位置。5、面板上有一个扫描时间因数选择开关（TIME/DIV），可以改变水平方向扫描时间，可以显示信号的不同周期数。第26页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三6、水平移位（horizontal）旋钮，用于调节轨迹在水平方向移动。

7、面板上的测试项目按钮volttage，time，cursors。每个测试项目下均可选择测试源，选择A1则显示值为1通道，选择A2则显示值为2通道。

voltage按钮下面可以选择测试峰峰值，直流电平等。

time按钮下可以选择测试频率和周期。

cursors按钮可以选择电压测量和时间测量。电压测量可以选择V1和V2，V1和V2分别对应显示屏上两条水平基线，通过面板上的旋钮entry来使他们垂直方向移动，可以显示每条基线对应的电压，也可