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淺談射頻測試儀器選擇的基本技巧

時間:2017-07-19 14:37:02

當前,基于射頻原理的無線通信產品俯拾即是,其數量的增長速度也非常驚人。從蜂窩電話和無線P D A,到支持WiFi的筆記本電腦、藍牙耳機、射頻身份標簽、無線醫療設備和Zigbee傳感器,射頻設備的市場規模在飛速擴大。要想進行全面的生產測試并提高測試產能,測試工程師們必須懂得選用最適合的儀器完成這些測試工作。那么,如何選擇射頻測試儀器呢?


一、射頻信號源的選擇


所有的射頻信號源都能產生連續(CW)射頻正弦波信號。某些信號發生器也能夠產生模擬調制射頻信號(如AM信號或脈沖射頻信號),矢量信號發生器采用IQ調制器產生各種模擬或數字調制信號。

 

射頻信號源進一步可以分成很多種,包括固定頻率CW正弦波輸出源、掃描輸出一個頻段非固定頻率CW正弦波的掃頻源、模擬信號發生器以及增加模擬和數字調制功能的矢量信號發生器。


二、射頻功率計——射頻領域的數字萬用表


功率是射頻領域中最經常被測量的一個量。測量功率最簡單的方法就是使用功率計,它實際上是用來測量射頻信號功率的。功率計中使用寬帶檢波器,按瓦特、dBm、或者dBμV顯示絕對功率的大小。對于大多數功率計而言,寬帶檢波器(或傳感器)是一個射頻肖特基二極管或者二極管網絡,實現射頻到直流的轉換處理。


功率計是所有測量功率的射頻儀器中最準確的。高端功率計(通常需要一個外部功率傳感器)可以實現0.1dB或更高的測量精度。功率計最低可以測量-70dBm(100pW)的功率。傳感器有各種模型,從高功率模型、高頻率(40GHz)模型,到峰值功率測量的高帶寬模型等。


三、射頻頻譜或射頻信號分析儀——射頻工程師的示波器


頻譜或矢量信號分析儀利用窄帶檢測技術在頻域內測量射頻信號。其主要的輸出顯示是功率頻譜與頻率之間的關系,包括絕對功率和相對功率。這種分析儀還可以輸出解調信號。


頻譜和矢量信號分析儀可以測量的信號頻率從1kHz到40GHz(甚至以上)。頻率范圍越寬,分析儀的成本就越大。最常見的分析儀的頻率達到3GHz。工作在5.8GHz頻率范圍的新通信標準就需要帶寬為6GHz以上的分析儀。


四、網絡分析儀


除了頻譜分析儀和矢量信號分析儀,第三類分析儀就是網絡分析儀。網絡分析儀包含一個內置的射頻信號源和一個測試射頻器件的寬帶(或窄帶)探測器。網絡分析儀以x-y坐標、極坐標或史密斯圓圖的形式輸出顯式器件的特性。

 

從本質上來看,網絡分析儀測量的是器件的S參數。矢量網絡分析儀可以提供幅值和相位信息,可以以很高的精度判斷這些器件在某個寬頻段上的傳輸損耗與增益。通過矢量網絡分析儀,還可以測量出回波損耗(反射系數)和阻抗匹配,進行相位測量和群延遲測量。

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