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频谱仪和功率计等仪器功率测量的差异


  来源: 射频微波实验室 时间:2020-10-14 编辑:清风
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能够测量射频信号功率的仪器很多,其中常用的通用射频仪器有以下几类:

-功率计

-频谱和信号分析仪

-接收机

-网络分析仪

-数字通信综测仪


功率计

-功率测量的标准仪器。

-热电功率探头通过热电元件(热偶、热电堆或热敏电阻)实现功率测量。

-二极管功率探头,利用二极管的平方律(输出电压与输入电压的平方成线性正比关系),在探头匹配阻抗已知情况下,测量获取电压的平方就相当于功率的直接测量。

-功率计不能区分频率,测量值对应其工作频段内的所有频率信号的总的平均功率。

-功率计的灵敏度不高,通常热电探头>-50dBm,二极管探头>-70dBm,在灵敏度极限小信号测量情况下,不确定度较大,需要足够多的平均次数,足够长的测量时间。

-所有类型功率计都可以准确测量信号的平均功率。

-只有二极管宽带功率探头才能测量峰值功率及其时域变化曲线。


频谱仪/接收机

-通过混频、滤波等器件,将指定频率的信号变频为中频IF信号,再用ADC数字化后,首先进行数字电压包络检波,其后按照设定的检波器(如峰值、RMS、平均等)进行检波运算,获得该频点分辨率带宽(RBW)内的功率值。

-只有单载波信号或者带宽

-超过RBW的宽带信号,需要测试信道功率(channel power)或带内功率(band power)测试模式,检波器RMS,扫描时间足够长以获得稳定曲线,此时获得信号的平均功率。

-零扫宽(Zero Span)点频CW时域功率测量模式,只能准确测量带宽小于RBW的信号功率,不可测量大于RBW的宽带信号;通常选用采样值检波器,Time domain power - Peak获得峰值功率,RMS获取平均功率。


信号分析仪

- IQ analyzer通过宽带I/Q解调分析,获取I/Q模值对应功率值。

- IQ analyzer适用于宽带信号的功率幅度测量,获得解调带宽内的信号功率时域数据曲线。

-专用信号解调分析选件,直接解调分析对应信号类型,获得目标功率值。


网络分析仪

-网络分析仪的波量Wave quantitie获取输入信号(b)或输出信号(a)的功率。

-测试原理与接收机一致。

-网络分析仪通常需要配合USB功率探头进行功率校准。


综测仪

-与信号分析仪类似,直接解调标准通信信号,获得功率值。


频谱仪与功率计测量值差异分析


当信号为纯净线性单载波CW时

-功率计与频谱仪测量数值基本相等,功率计准确度更高


当信号非线性、谐波和杂散分量很大时

-工作带宽较大的功率计测量值,大于带宽较小的功率计

-功率计测量值大于频谱基波频点的Marker读数,因为功率计测量值包括多个频率分量的总功率


宽带调制信号测试时

-谐波杂散较小的信号,功率计平均功率与频谱仪channel power测量数值基本相等,功率计准确度更高


脉冲调制信号测试时

-谐波较小的情况下,功率计平均功率与频谱仪channel power测量数值基本相等,功率计准确度更高。

-当满足信号脉宽>2/VBW(功率探头)以及信号脉宽>2/RBW(频谱仪)时,宽带峰值功率探头的峰值功率读数,与频谱仪zero span时域功率的Peak值相等,均值与时域功率的RMS值相等。(作者:陈峰


关键词:射频仪器 频谱仪 功率计 信号分析仪 网络分析仪    浏览量:475

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