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信号源分析仪瞬态测验使用—锁相环的跳频丈量

E5052B上的瞬态测试功能是分析信号时域变化的强大工具,用户可以利用该测试功能分析其信号的频率,幅度,相位的时域变化。瞬态测量方式有窄带(narrowbandfrequency)及宽带(wideba

E5052B上的瞬态测验功用是剖析信号时域改变的强壮东西,用户能够运用该测验功用剖析其信号的频率,起伏,相位的时 域改变。瞬态丈量方法有窄带(narrowband frequency)及宽带(wideband frequency)两种:1)窄带频率形式的最大可丈量频率改变是80MHz(载波大于800MHz时),频率分辨率高(可至mHz),可对80MHz 规模内的小频率改变进行准确丈量。2)宽带频率形式最大的频率改变不受80MHz的约束,由输入信号载波的频率段决议,最大频率规模是 2.4-7.2GHz(带宽4.8GHz),可是频率分辨率较窄带形式低(最低的频率分辨率是1kHz,0.05至0.15GHz时)。

现在的无线通信运用中,锁相环是频率组成中经常会运用的技能。因为其具有高频率、宽频、频谱质量好等长处,常常会合作其他的频率组成技能一同运用,如与直接 数字组成技能(DDS)结合运用,以完成快速跳频,高相位噪声的信号输出。在规划及验证锁相环时,用户不只需求对其输出的频率跳变进行验证,还需求对其从 频率改变开端至安稳的时刻进行丈量。下面咱们以锁相环(PLL)的测验为例,介绍E5052B的瞬态测验运用。

当锁相环的输出信号频率 跳变较宽,并且用户需求一起调查其从开始频率至停止频率的改变时,能够运用E5052B瞬态测验中的宽带-窄带测验形式,如图1 所示。在测验中,宽带频率窗口与窄带频率窗口中的测验是并行同步的,用户能够在宽带窗口调查信号从开始频率至停止频率的整个频率改变进程,然后在窄带窗口 中丈量信号在停止频率的改变细节。E5052B的内部体系框图如下图所示,DUT(被测物)的信号输入外表后,经过功分器分红两路,上面的一路是宽带测 试:运用分频器将输入频率分至低频后直接数模转化并剖析;下面的一路是窄带测验:输入信号经过混频器,频率搬移至中频后数模转化并剖析。因为整个处理进程 是并行的,故宽带窗口与窄带窗口的时刻是同步的。

图1 宽带-窄带测验形式的体系框图

在宽带-窄带形式设置中,需求留意两个方面:1)设置中的方针频率(Target Freq)需求与被测信号跳变停止时的频率共同,并且窄带窗口的频率改变需求在窄带形式的频率规模内,不然信号无法在窄带形式中丈量。2)设置中的窄带频 率规模(Freq Range)需求依据用户所需求的频率分辨率及时刻分辨率进行折衷:因为E5052B设置的频率规模越宽,时刻分辨率越高,如在80MHz频率规模时,最 高的时刻分辨率是8ns,而在1.6MHz频率规模时,最高的时刻分辨率只要0.13us;但设置的频率规模越宽,频率分辨率却会越低,如在80MHz 时,最高的频率分辨率只要7kHz,而在1.6MHz时,分辨率最高可达110Hz。故假如被测信号的跳变速度快,那么外表的频率规模越宽越简单得到较好 的时刻测验精度;可是若被测信号跳变速度不快,并且需求得到较好分辨率却需求频率规模越小越好。

图2,图3为由信号源E4438C输出 的100MHz的信号在不同频率规模的测验成果,因为其E4438C的频率安稳度很好(Residual FM小于1Hz),所以在窄带窗口测验出来的噪声实际上是外表的内部底噪,能够看出在25kHz时的底噪显着要比200kHz时的底噪小。
图2 窄带频率规模为200kHz时的100MHz信号测验成果
图3 窄带频率规模为25kHz时的100MHz信号测验成果

经过对频率规模的合理设置,用户能够在较高的频率分辨率下丈量信号的时域改变,如图4所示。图4是一个载波为4.6199996GHz,频率跳变400Hz 的测验成果,其跳变时刻是91.3us。图中窄带窗口的测验曲线的波纹较大,是因为信号的输入功率是-24dBm,比外表所要求的最小输入功率 -20dBm低所导致的。由此处能够看出,若用户需求得到最高的测验精度,除了要考虑频率规模对时刻分辨率和频率分辨率的影响,输入功率的巨细也不能太低。

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