家电数码 > 手机 > 详情

满足无线移动测试需求的频谱分析仪

发布时间:2021-01-08 发布时间:
|

满足无线移动测试需求的频谱分析仪

随着各种数字电子设备投放市场,移动通信和无线局域网的应用日益广泛。在日常生活中,人们可能拥有其它类似的设备与应用。这些设备与应用包括基于无线传输的自动售票系统、无线标签、车载电子交通系统与防撞雷达。在半导体市场上,对含射频电路的系统芯片的需求不断增加,而频谱分析仪则是测量这些无线通信设备和高频信号处理器件的最基本仪器。

频谱分析仪技术发展

为支持上述应用,电子测量仪器制造厂商正在增强频谱分析仪的测试能力,并努力提高它的可操作性和数据处理能力。最近,仪器制造厂商正在评估可能提高数字信号处理能力的新电路。其研究主要集中在以下几个方面:

中频电路数字化

频谱分析分析仪具有复杂的电路。它的模拟电路由射频输入部分和中频检测部分所组成。该电路较宽的温度范围和随时间变化的特性是一个问题。中频电路或后续电路对造成不稳定性起了很大的作用。决定频谱分析仪分辨率带宽的中频滤波器是由一个线圈、一个电容和一个晶体组成的谐振电路。该滤波器可在几个不同带宽之间转换,因此,容易调错。电平值通常用分贝来表示。这种表示方法是通过对中频滤波器及对数放大器(它有90分贝或更高的动态范围)的输出信号电压进行对数压缩来实现的,因此,电平值不会受非线性特性的影响。中频/对数电路的数字化大大降低了不稳定因素。输入到中频电路的高频信号通过模/数转换器转换成数字值。滤波器和对数(LOG)放大器的所有特性均由数字运算来确定。检测电路也是如此,于是,实现了非常稳定的电平值显示。

内含信号发生器

高性能频谱分析仪的应用不局限于高频特性测试,还能用来分析数字调制信号的调制性能。在许多应用场合,它们和数字调制信号发生器相配合,可测试滤波器及放大器的畸形调制特性。有一种频谱分析仪,在其机箱中装有具有I/Q输入和数字调制能力的射频信号发生器、I/Q任意波形发生器、矢量信号分析仪和高频频谱分析仪等部件。调制数据存储在任意波形发生器的存储区域中,并能用来产生I/Q信号。而I/Q信号能数字调制射频信号发生器的输出信号。采用这种频谱分析仪,能构建一种独特的测量环境,其典型产品如日本Advantest公司的R3671频谱分析仪。

选择的原则

频谱分析仪的应用非常广泛,对不同的应用,可选择不同型号的频谱分析仪。现在已有直接输入高达50GHz的频谱分析仪。利用外部混频器,最大的测量范围可达数百吉赫(GHz)。用户能选用合适的型号来完成他们的测试任务。如果按照功能来分,可供选用的频谱分析仪各式各样:其中,包括用于技术开发的多功能频谱分析仪,以及用于信号监视的单功能频谱分析仪。

选择频率范围

选择不同的频谱分析仪之前要做的第一件事是确定测试频率范围。频谱分析仪至少要覆盖被测信号的频段。为了评估振荡器或发射机,必须测量杂频发射。这些杂频发射信号可能是由基本频率整倍数的谐波分量以及不同频率组合所产生的频率分量的组合。通常,谐波测量需要的频率范围为基本频率的2_5倍。频谱分析仪的这种能力取决于被测通信系统。对于有较高频率的通信系统而言,单台频谱分析仪常常不能覆盖其全部测试频率范围。这是因为其谐波已进入毫米波频段。在这种情况下,必须采用外部混频器。这是扩大频谱分析仪频率测试范围的简单方法。然而,这种外部混频器在射频电路之前没有预选器。它们存在这样一个缺点:显示被测信号和图像信号。通常,测试人员通过显示屏将被测信号与图像信号分开。但是这一复杂的操作很麻烦。当打印屏幕数据时,图像信号没有用,并容易引起混淆。新型频谱分析仪能消除图像信号,并不会引起误导作用。它们与一个简单的外部混频器相结合,不牺牲功能,就能达到所需的测试频率范围。这种毫米波频谱分析仪已被用户广泛使用。

选择频率精度与稳定性

最近,用频谱分析仪来测试频率已很普遍。主要原因是频谱分析仪能测量用普通计数器不能测试的微弱信号的频率。第二个原因是频谱分析仪易于实现频率选择。因此,对多载频信号的频率测量来说,频谱分析仪已是必可少的手段。频谱分析仪的测试频率精度取决于它采用的本振。最普通的本振是基于锁相环电路的合成振荡器。这种频谱分析仪的频率精度取决于作为频率参考源的晶体振荡器的绝对频率精度。然而,某些廉价的频谱分析仪没有采用这种合成器。

为了评估射频通信设备的传输特性,占用带宽和邻近信道泄漏功率是要完成的2项测试项目。完成这2项测量项目的普通方法是对频谱分析仪显示的频谱波形进行功率操作。采用这种方法,要应用频谱分析仪显示屏显示的频率轴上的数据。这种测试方法与测试设备的频率稳定度密切相关。因此,要求测试设备有一定的频率测量精度与稳定度。此外,频谱分析仪的量程精度也可能影响测量结果。一些新型频谱分析仪已采用直接数字合成器来替代压控振荡器,大大提高了频率测量精度。

选择功率测量能力和功率测量精度

通常,用功率计测量信号的功率,然而,在测量移动电话网的多载波信号的功率方面,频谱分析仪是必不可少的仪器。这是因为利用功率计的宽带检测器不能实现有效的频率选择。

对于几个频率分割成的无数信号分量,频谱分析仪有能力测量以下指标:频段(扩频信号)内的功率密度、平均功率(幅度变化很大的信号)和总功率。

工业界要求很高的测量精度。在数字移动通信方面,为了平均发射功率的瞬时值,规定了功率的上下限。频谱分析仪常被用来测量这些值,并要求它具有很高的测量精度。频谱分析仪的电平精度通常要达到1_3分贝。目前,已有测量误差更小的频谱分析仪可供选用。



『本文转载自网络,版权归原作者所有,如有侵权请联系删除』

热门文章 更多
MSP4000型处理器在软交换终端设备中的应用