常用儀器基本的原理與使用(已修改)
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【正文】 2022/5/27 1 常用儀器的基本原理與使用 網(wǎng)絡(luò)分析儀 頻譜分析儀 2022/5/27 2 目的：了解儀器的原理；討論怎樣規(guī)范使用儀器；準(zhǔn)確測(cè)量；合理保護(hù)儀器。 2022/5/27 3 關(guān)于儀器保護(hù) 不能直接連接儀器接口到直流電源上 不能將大功率信號(hào)直接連接到儀器 儀器要良好接地 不能用濕的手操作儀器 2022/5/27 4 關(guān)于儀器測(cè)試 儀器也是有一定測(cè)量誤差的 正確的測(cè)試方法才能得到正確的測(cè)試結(jié)果 正確的測(cè)試結(jié)果應(yīng)該是可以重復(fù)的 不同測(cè)試人員測(cè)試結(jié)果是一致的 2022/5/27 5 儀器正確測(cè)量 ? 保證儀器是經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的 1. 每一年需校準(zhǔn)一次儀器的準(zhǔn)確性（到專門的校準(zhǔn)點(diǎn)校準(zhǔn)） 2. 每次作測(cè)試前需要對(duì)儀器作校準(zhǔn) ? 關(guān)于測(cè)量誤差具體要參考儀器手冊(cè) 具體可以參考“ Optimizing the spectrum analyzer amplitude ” ? 測(cè)量人員必須保證測(cè)試誤差最小化 2022/5/27 6 一些常用單位的意義 dB 相對(duì)值，不能獨(dú)立存在 dBc 相對(duì)載波 dB C(carrier):載波，主信號(hào) dBm 絕對(duì)值 0dBm=1mW。10dBm=10mW dBuV 0dBuV=1uV。20dBuV=10uV ppm 百萬(wàn)分之一 2022/5/27 7 基本概念 ? 1失真：任何通信系統(tǒng)失真都考慮，純粹的線性系統(tǒng)、無(wú)源器件也一樣（在高功率時(shí)，如 Mixer） 2誤差 ： 系統(tǒng)誤差；隨機(jī)誤差；漂移誤差 3無(wú)失真?zhèn)鬏敚阂蟊粶y(cè)器件在要求的帶寬幅度平坦，相位響應(yīng)呈線性。 4 高頻傳輸：功率以行波的形式傳播，特性阻抗等于負(fù)載阻抗時(shí)以最大功率傳播；特性阻抗不等于負(fù)載阻抗時(shí)部分信號(hào)將被反射，形成駐波。 5 Smith chart:恒定電阻的規(guī)跡表現(xiàn)為圓，恒定電抗的規(guī)跡表現(xiàn)為圓弧，匹配點(diǎn)在圓點(diǎn)。 2022/5/27 8 Z = Zo L = 0 G Smith chart G L Z = 0 = 177。 180 O 1 (short) Z = L = 0 O 1 G (open) Constant X Constant R 2022/5/27 9 網(wǎng)絡(luò)分析儀和頻譜分析儀的 區(qū)別 . Amplitude Ratio Frequency Amplitude Frequency 8563A SPECTRUM ANALYZER 9 kHz GHz Measures known signal Measures unknown signals Network analyzers: ? measure ponents, devices, circuits, subassemblies ? contain source and receiver ? display ratioed amplitude and phase (frequency or power sweeps) ? offer advanced error correction Spectrum analyzers: ? measure signal amplitude characteristics carrier level, sidebands, harmonics...) ? can demodulate (amp。 measure) plex signals ? are receivers only (single channel) ? can be used for scalar ponent test (no phase) with tracking gen. or ext. source(s) 2022/5/27 10 網(wǎng)絡(luò)分析儀的原理與使用 ? 網(wǎng)絡(luò)分析儀用來(lái)測(cè)量器件的幅度、相位、群延時(shí)、阻抗等 ? 網(wǎng)絡(luò)分析儀的構(gòu)成：激勵(lì)源、信號(hào)分離器件、用于檢測(cè)的接收機(jī)、顯示器件電路 2022/5/27 11 網(wǎng)絡(luò)分析儀的結(jié)構(gòu)框圖 RECEIVER / DETECTOR PROCESSOR / DISPLAY REFLECTED (A) TRANSMITTED (B) INCIDENT (R) SIGNAL SEPARATION SOURCE Incident Reflected Transmitted DUT 2022/5/27 12 ? 1激勵(lì)源：內(nèi)置鎖相壓控振蕩器 2022/5/27 13 2 信號(hào)分離器件：分功器（電阻性寬帶器件，插損大）；定向耦合器（插損小，帶寬?。?； 定向電橋（測(cè)量寬帶反射信號(hào)，有顯著插損）。 Test Port Detector directional coupler splitter bridge ? measure incident signal for reference ? separate incident and reflected signals RECEIVER / DETECTOR PROCESSOR / DISPLAY REFLECTED (A) TRANSMITTED (B) INCIDENT (R) SIGNAL SEPARATION SOURCE Incident Reflected Transmitted DUT 2022/5/27 14 調(diào)諧接收機(jī)（ Tuned Receiver） Vector (magnitude and phase) IF Filter IF = F LO F RF 177。 RF LO ADC / DSP 3 檢測(cè)的接收機(jī)：用調(diào)諧接收機(jī)技術(shù)放大檢波，有二極管檢波
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