【经验】是德科技分享X系列频谱分析仪的测量使用技巧

时间： 2022-06-11 来源：Keysight

在无线收发机系统中，放大器（PA）、低噪放（LNA）以及以他们为核心组成的射频前端组件（FEM）的特性被工程师重点关注。测量人员不仅会用正弦信号来表征放大器的基本特性，例如增益、谐波，杂散、互调失真等，也会采用通信中的真实宽带信号，例如5G NR，WALN等来测量器件的带内带外的失真特性。

目前是德科技的X系列频谱分析仪可以采用内置的power suite软件执行一键式的频谱、积分功率带宽(Channel Power)、占用带宽(Occupied BW)、邻道功率（ACP）、功率互补累积分布函数（CCDF），谐波，互调失真（TOI）等基本信号参数的测量。本文我们以一个基本的放大器为例，用频谱仪来测量它的谐波、杂散、互调等基本参数，并评估在5G NR信号下的邻道功率比（ACP），CCDF等参数，将带大家看看在这些测量中我们需要注意些什么。

Tips1：正确设置仪器的ATT

频谱分析仪的第一部分是衰减器。它的作用是保证信号在输入混频器时处在合适的电平上，防止发生过载、增益压缩和失真。频谱仪内部的衰减器通常是基于基准电平值自动设置，不过也能以10dB，5dB，2dB甚至1dB的步进来手动选择衰减值。测量有增益的DUT(例如PA)时，需要注意输入频谱仪的信号不要超过损坏电平。因此我们通常选择在频谱仪的RF输入端加入一个外部衰减器来保护仪表。

在放大器的谐波和互调测试中，我们同时要在信号分析仪上观察一个高功率信号和低功率信号，这需要我们特别小心频谱仪内部的失真。通常最有效的方法是手动增加一些内部衰减器的设置。

Tips2：正确设置仪器的RBW

降低频谱仪的RBW有两个好处，首先更小的RBW可以让频谱仪在频域上分辨两个靠的更近的信号；其次，通过降低RBW，可以有效降低频谱仪的本底噪声，减少小信号测量时的误差。当分辨率带宽从 100 kHz 减少至 10 kHz 时，上图中蓝色迹线的本底噪声降低了10dB。

降低RBW的缺点就是会增加频谱仪的扫描时间。传统的模拟分辨率滤波器可以看出，分析仪的扫描速率与分辨率带宽的平方成反比。如今KEYSIGHT的X系列频谱分析仪采用了全数字中频结构，不仅可以最小设置到1Hz的RBW，而且可以通过FFT提升扫描速度。

Tips3：正确设置信号的路径

通常在做频谱分析时，我们不会关注信号路径的影响。对于大部分类型的输入信号，标准的信号路径(standard)足以应对。在一些特殊的信号下，我们可以选择不同的信号路径。

1、信号幅度很小的（例如<-70dBm）,如果降低RBW仍然不能保证测量速度，可以打开频谱仪的内部放大器（Internal Preamp），同时将衰减器设置到0。仪表的内部放大器（Internal Preamp）相比标准路径(standard)可以降低10dB以上的本底噪声，但是仪表的1dB压缩点会比标准路径小20dB以上，因此要非常小心压缩带来的失真。

2、当信号的频率>3.6GHz，可以使用低噪声路径（LNP）来同时观测一个大信号和一个小信号。与标准路径相比，低噪声路径（LNP）的动态范围没有明显变化，但是随着频率的升高，可以有效降低频谱仪的本底噪声。

Tips4：从测量信号中删除信号分析仪的噪声

是德科技X系列信号分析仪所具备的本底噪声扩展（NFE）功能，也可以提高分析仪的灵敏度。NFE 能够识别仪表状态信号中的噪声，并可以自动将其从频谱结果的测量中删去，应用 NFE 进行测量，可以使本底噪声额外降低8~12dB。

在宽带信号的ACP测量中，噪声修正（Noise Correction）功能可以有效的降低相邻信道的噪声，在图中我们可以看到噪声修正功能打开和关闭的ACP测试结果对比，噪声修正打开时，ACP性能提升了12dB。

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