【正文】 打開光功率計電源，面板上開關控制為 ON/OFF 選擇待測光波長，一般為 1550nm 或 1310nm，面板上切換鍵為 λ 。 直放站系統(tǒng)開通及常見故障 三元達通訊 23 頻譜分析儀使用手冊 1．概述： 本頻譜儀可以檢出頻率范圍為 到 1050MHz 內電氣信號的頻譜分量。．相對于工作在 Yt 模式的示波器，示波器是在時域上顯示幅度，頻譜分析儀是幅度在頻域上顯示的（ Yf）。而示波器上的顯示同樣信息將看到 1 個波形。被測信號（ f 入＝~1050MHz）加到第一混頻器，在這里它與一個壓控振蕩器（ f 本振=1350~2350MHz）來的信號電壓混頻。這振蕩器和輸入頻率之差（ f 本 — f 入 =第 1 中頻）為第 1 中頻，它通過調諧在1350MHz 上的帶通濾波器。第 2 中頻是 ，第 3 中頻是 。視頻信號對數(shù)輸出可以直接，或者通過 1 個低通濾波器，送到 Y 軸放大器。 X 偏轉是由斜波發(fā)生器電壓所驅動。頻譜儀掃描的頻率范圍取決于斜波的高度。在 0 掃頻寬度模式時，只有直流電壓去控制第 1 本振。它提供一個頻率范圍為 ~1050MHz 的正弦電壓。頻譜儀的（輸入頻率）和跟蹤發(fā)生器的（輸出頻率）是頻率同步的（一樣）的。使用 AT5010/5011 時不需要特別的知識。但為了保證最佳工作，須要遵守一些基本指示。它包括信號衰減器和第 1 混頻器。 10dBm（ ） AC 或177。當有 40dB 最大衰減時， AC電壓必須不超出 +20dBm（ ）這些極限必須不被超出否則 ,輸入衰減器和 /或者第 1 混頻器可被損壞。 直放站系統(tǒng)開通及常見故障 三元達通訊 24 在測量心 中沒有數(shù)的信號之前，應檢查有否不可接受的高電壓。使用者也應該考慮有否頻率范圍以外（例如 1200MHz）的超高信號幅度可能出現(xiàn)，雖然它看不到。若此范圍出現(xiàn)顯示，則幅度是不準確的。在頻譜儀上顯示的各信號一般都可容易的讀出，即使在低亮度情況。稱為中頻直通。它可因不同儀器而不同的高 度。 操作旋鈕（按鈕） 前面板圖（見最后一頁）中各個號碼說明如下。 （ 2） 亮度 光點亮暗調節(jié) 。 （ 4） 軌跡旋轉 即使有磁性（鈹鏌合金）屏蔽，地球磁場對水平掃描線的影響仍不可能避免。 （ 5） 標記 —— 通 ON/斷 OFF 當標記按鈕置于 OFF（斷）位置時，中心頻率（ CF）指示器發(fā)亮，此時顯示器讀出的是中心頻率。該標記在屏幕上是一個尖峰。 在進行確幅度讀數(shù)前應將標記斷掉。中心頻率是指示波管上水平線的中心處的頻率。此時顯示器讀出標記處的頻率。 （ 8） 校準失效 此 LED 閃亮時表示幅度值不正確。這種情況可能出現(xiàn)在掃頻范圍過大 直放站系統(tǒng)開通及常見故障 三元達通訊 25 相對于中頻帶寬（ 20KHz），或者視頻濾波器帶寬（ 4 KHz）時。 （ 9）中心頻率 — 粗 /細調 二個旋鈕都用于調節(jié)中心頻率。 （ 10）（中頻）帶寬 選擇中頻帶寬在 400 KHz 或 20 KHz。此時，若掃頻寬度過度時，由于需在更長的掃描時間（做不到）而造成信號過渡過程產(chǎn)生的 降低信號幅度而使測量不正確。 （ 11）視頻濾波器 視頻濾波器可用來降低屏幕上的噪聲。該濾波器帶寬是 4 KHz。 （ 13）輸入 頻譜儀的 BNC50Ω 輸入。 25VDC 和 +10dBmAC。 （ 14）衰減器 輸入衰減器包括有 4 個 10dB 衰減器，在進入第 1 混頻器之 前降低信號幅度。衰減器選擇，參考電平和基線電平（噪聲電平）三者的配合有如下面所列： 衰減器 參考電平 基線 0dB 27dBm10mV 107 dBm 10dB 17 97 dBm 20dB 7 87 dBm 30dB +3 dBm316mV 77 dBm 40dB +13 dBm1V 67 dBm 參考電平由上端水平刻度代表。垂直刻度分成每 10dB 一格。這點極端重要，尤其當屏幕只顯示輸入信號的一部分時。請同時參閱“ 輸入”。若此時將中心頻率調在500MHz，則在最大可測和顯示頻率范圍內檢測出任意譜線。 （ 15）掃頻寬度＜ ＞按鍵 “掃頻寬度”選擇按鍵用來調節(jié)水平軸的每格掃頻寬度。轉換言 1— 2— 5 步級，從 100KHz/格到100 MHz/格。中心頻率 直放站系統(tǒng)開通及常見故障 三元達通訊 26 是指水平軸中心垂直刻線處的頻率。當掃頻寬度低于 100 MHz 時，只有全頻率范圍的一部分可被顯示。同樣，中心向左邊則頻率減低。這時，可以看到 1根特別的譜線即“ 0 頻率”。當中心頻率相對于掃頻寬度較低時有此現(xiàn)象。它不能當參考電平來使用。在“ 0 掃頻”模式時，頻譜儀工作在像是一臺可選擇（中頻）帶寬的接收機。通過中頻濾波器的頻譜線產(chǎn)生一個電平顯示（選頻表功能）。 （ 16） X— 位置（水平位移） （ 17）水平幅度 重要事項： 這些調節(jié)事項是僅僅在儀器校準時才動它們。當需要對它們實施調節(jié)時，需要用一臺精確的射頻振蕩器（例如： ATTEN AT8133）。當頻譜儀對某一個譜線調諧好時，它可能有的音頻會被解調出來。它解調了任何調幅信號，也可提供（濾波器）單邊調頻信號的解調。 （ 19）音量 調節(jié)耳機輸出的音量。此電源專為它們用，其專用線隨 Az530 提供。 （ 22）跟蹤發(fā)生器（僅 AT5011 有） 若按鈕壓下時（ ON）跟蹤發(fā)生器工作。在“ 0 掃頻”模式時輸出的即是中心頻率。輸出電平在 +1~50 dBm 范圍內可調節(jié)。 所有 4 個衰減器都相等，可用個別按鈕操作。 垂直校準 在進行校準之前，將各輸入衰減器（ 14）不衰減。將“視頻濾波器”（ 11） 置于斷（ OFF）。 將電平為 27dBm177。此信號頻率應在 2 MHz 到 250 MHz 之間。 A：在屏幕上出現(xiàn)一根 27dBm 單譜線。所有輸入衰減器都不衰減。儀器內部的 XY 印制板上有 Y— ampl（幅度）調節(jié)。 B： 下一步，信號源的信號多次來回調節(jié)其輸出電平在 27dBm 與 77dBm 之間，調節(jié)“ Y— 幅度”控制使譜線峰在屏幕上一變動 5 格。重復 A 與 B 內容使達到理想要求。將輸入衰減器打上每 10dB 譜線在屏幕上觀察到移下。全部衰減都加上時誤差不應超出177。 水平校準 在校準之先保證各輸入衰減器（ 14）在不衰減位置。“視頻濾波器”按鈕（ 11） 應當置于 OFF（斷）位置，“帶寬”（ 10）必須在 400KHz， 以及 “掃頻寬度”（ 15）設在 100MHz/格。其輸出電平應在噪聲上高出 40 到 50dB。 D：將信號源調到 100MHz 輸出。需要時重復 C 步驟以使二者都正確。 介紹頻 譜分析儀 分析電氣信號對許多工程師和科學家來說是一個基本的問題。各種的物理量變換到電氣信號后，有多種儀器可以對它們進行時間和頻率二種領域內的分析。時域是對電信號特性恢復其時間上和相位上的關系。電路元件，諸如放大器，振蕩器，混頻器，調制器，檢波器和濾波器，最好的表征其特性是頻響數(shù)據(jù)。為測量頻域就需在鑒別出各頻率組成的并 可對各頻率分量電平讀數(shù)的儀器。它能在示波管屏幕上用圖顯示相應于頻率的電壓或功率。在頻域范圍，復合信號的各頻率都分隔開，并且每個頻率的功率電平都被顯示出來。頻域包含了時域不能表示的信息，所以頻譜儀比起示波器來說有某 直放站系統(tǒng)開通及常見故障 三元達通訊 28 些優(yōu)點。正弦波可從示波器上看到（時域），但是在頻域里，可以看到其諧波失真?？蓽y量調幅，調頻和脈沖調制 的射頻信號。變頻器件的特征很容易被測得。 頻譜儀可用來測量長期和短期頻率穩(wěn)定度。連同頻譜儀掃頻測量可測量濾波器或放大器的掃頻響應。 頻譜儀分類 有二類頻譜儀，掃描調諧式和實時型頻譜儀。因此，頻譜的頻率分量是隨著時間依次采樣出來。實時頻譜儀顧名思義可同時顯示在其測量范圍內的信號各分量的幅度。實時頻譜儀可以顯示瞬變響應，也可顯示周期和隨機的信號。調諧射頻（ trf）頻譜儀是用一個中心頻率可調的調諧帶通濾波器對所希望的頻率范圍掃調，檢波器于是在示波管上輸出垂直偏轉，水平掃描發(fā)生器一方面掃濾波器，另一方面輸出到示波管的水平偏轉板去。 由于 trf 頻譜儀是掃描濾波器，它們受制于掃描寬度因而制約頻率范圍（通常小于 10 倍頻率范圍）。 最常用的頻譜儀與 trf 頻譜的不同點在于前者是掃描通過一個固定帶寬的帶通濾波器而不是像后者的掃描帶通濾波器去選擇信號頻率。同樣鋸齒電壓被加到示波管的水平偏轉板。 頻譜儀對其測量頻率范圍的調諧是通過改變本 振的調諧電壓而實現(xiàn)的。當輸入信號與本振的頻率差等于中頻時，此時頻譜儀上出現(xiàn)一根響應頻譜線。它得到了高靈敏度（由于中放），所以除了可以看到信號的基波之外還可以看到信號的多次諧波。當然，超外差頻譜儀不是實時的，并且它的掃描速率必須考慮到中頻濾波器的時間常數(shù)。（ 0 信號調諧，即本振頻率 =中頻濾波器中心頻率）。 頻譜分析儀的要求 為了在頻譜儀上精確顯示信號的頻率和幅度，頻譜儀必須經(jīng)專門校準，滿足許多要求： 1. 寬的調諧范圍 2. 寬的頻率顯示范圍 3. 穩(wěn)定度 直放站系統(tǒng)開通及常見故障 三元達通訊 29 4. 分辨度 5. 平坦的頻率響應 6. 高的靈敏度 7. 低的內部失真 頻率的測量 頻率刻度可有 3 種不同掃頻模式：全頻段，每格掃頻寬度和 0 掃頻。（不是所有種類的頻譜儀都能提供出這個模式）。在每格模式時，顯示的中心頻率由調諧旋鈕所控制，而刻度系數(shù)是由頻寬或掃頻寬度控制來設定。 絕對值頻率測量通常由頻譜儀調諧度盤上測得。從測量屏幕上 2 個信號的相對間隔，就得到它們的頻率差。頻譜儀的穩(wěn)定性取決于它的本地振蕩器。剩余調頻是短期穩(wěn)定度的一個指標，以 Hz 峰表示。噪聲邊帶的表示是距載頻若干 Hz 處，以規(guī)定的中頻帶 寬，列出低于載頻的 dB數(shù)值。頻率漂移是指某一規(guī)定時間段內頻率變了多少值（例如： Hz/分鐘，或 Hz/小時）。分隔意味著信號與最近一根分開。中頻帶寬通常定義為中頻濾波器的 3dB 帶寬。更小的矩形系數(shù)，表示頻譜儀更大可能分辨出不相等幅度的相鄰很近的信號。否則頻譜儀只顯示 1 個信號。噪聲邊帶也能降低其分辨能力。它限制了測量不等幅信號的分辨率。舉例說，最窄的中頻濾波器是 10KHz 的話，則任何最近的 2 個信號能被而且始終被分隔開是相距10KHz。由于頻譜儀的分辨率受帶寬限制，看起 來無限度減小中頻帶寬就可得到無限好的分辨率。若頻譜儀的剩余調頻 10KHz，則能夠用來讀出一個單輸入信號的最窄中頻帶寬也是 10KHz。還有存在于中頻濾波器帶寬的實用限制性，因為更窄的濾波器有更長的時間常數(shù)從而要求更慢的掃描。頻譜儀的最高靈敏度由內部噪聲限制。熱噪聲功率表達如： Pn=KTB 式中： Pn=噪聲功率（ W） K=玻爾茲曼常數(shù)（ 10ˉ178。 焦耳 /K） 直放站系統(tǒng)開通及常見故障 三元達通訊 30 T=絕對溫度， K B=系統(tǒng)帶寬（ Hz） 從上面方程可知，噪聲電平直接比例于帶寬。非熱噪聲是頻譜儀內所有不是熱所產(chǎn)生的噪聲。噪聲系數(shù)，作為非熱噪聲的度量，與熱噪聲相加，給出頻譜儀系統(tǒng)的總噪聲。由于噪聲電平是隨帶寬而變的，所以在評估二臺頻譜儀的靈敏度時要 用同樣的帶寬。所有在頻譜儀頻率范圍內出現(xiàn)的信號都變換到一個單信號，它必須經(jīng)過中頻濾波器；但是檢波器任何時候都看到噪聲，所以，頻譜儀顯示的噪聲都包括在中頻帶寬之內。 視頻濾波器 測量與頻譜儀平均噪聲電平大致相同幅度的小信號會較困難。視頻濾波器是去到偏轉之前的低通濾波器，它把頻譜的內噪聲加以平均。若對于掃頻寬度來說，使用很狹的分辨率帶寬時，不要用視頻濾 波器，困為由于視頻通帶的性質它阻止了被分析信號的幅度達到它的滿值。一種方法是指信號幅度電平，此電平的功率 =平均噪聲功率。所以，當輸入信號等于內部噪聲電平時，信號將高出噪聲 3dB 。 頻譜儀的最大輸入電平是輸入電路的損壞電平或