微波測量實驗報告一

1、近代微波測量實驗報告一姓名： 學(xué)號： 學(xué)院： 時間： 年 月一 實驗名稱頻譜儀的使用及VCO測量二 實驗?zāi)康牧私忸l譜儀原理，熟悉頻譜儀的參數(shù)設(shè)置及使用方法；掌握信號頻率、功率、相位噪聲和諧波的測試方法。三 實驗內(nèi)容點(diǎn)頻信號測試測試信號源輸出點(diǎn)頻信號1GHz的二次和三次諧波抑制比（輸出功率分別為-20dBm和20dBm），測試信號的相噪（10KHz、100KHz、1MHz），考察儀器分辨力帶寬、視頻帶寬等設(shè)置對測試結(jié)果的影響；VCO測試測試VCO的輸出頻率范圍、輸出功率（包括對應(yīng)的控制電壓），測試某頻率點(diǎn)的相噪（1MHz）和二次、三次諧波抑制比。四 實驗器材RS公司SMBV信號源、FSL6頻譜儀

2、、APS3005S直流穩(wěn)壓電源、VCO、微波同軸電纜、微波轉(zhuǎn)接頭。五 實驗原理及實驗步驟相位噪聲：在頻域內(nèi)，一個理想正弦波信號的表現(xiàn)是一個單譜線；實際信號除了主信號之外還包括一些離散的譜線，它們是隨機(jī)的幅度和相位的抖動，在正常信號的左右兩邊以邊帶調(diào)制的形式出現(xiàn)。在頻域內(nèi)信號的所有不穩(wěn)定度總和表現(xiàn)為載波兩側(cè)的噪聲邊帶，邊帶噪聲是一個間接的測量與射頻信號功率頻譜相關(guān)噪聲功率的指標(biāo)。邊帶噪聲可以表述為調(diào)頻邊帶噪聲和調(diào)幅邊帶噪聲。大多數(shù)的被相位噪聲測試系統(tǒng)測量信號的調(diào)幅邊帶功率相對調(diào)頻邊帶功率來說都很小，所以對大多數(shù)信號來說測量的邊帶噪聲就是調(diào)頻邊帶噪聲（即相位噪聲也稱單邊帶相位噪聲）。它的定義為1H

3、z帶寬內(nèi)相位調(diào)制邊帶的功率和信號總功率的比值，單位為dBc/Hz。在信號頻譜分析儀上，邊帶噪聲是相位噪聲和幅度噪聲的總和，通常當(dāng)已知調(diào)幅噪聲遠(yuǎn)小于相位噪聲時(小于 10dB以上)，在頻譜儀上讀出的邊帶噪聲即為相位噪聲。實驗步驟設(shè)置矢量信號源，分別產(chǎn)生產(chǎn)生頻率為1GHz，功率為20dBm和-20dBm的正弦信號；連接信號源與頻譜儀；設(shè)置頻譜分析儀，設(shè)置中心頻率為1GHz，通過調(diào)整Res BW和Video BW，顯示被測信號；測試在偏離信號10KHz、100KHz、1MHz時的相位噪聲；調(diào)整頻譜儀起始、終止頻率或帶寬使得屏幕足夠顯示頻率為1GHz信號的二次和三次諧波；通過Mkr鍵選擇Delta設(shè)置

4、，測量并標(biāo)示出二次諧波和三次諧波抑制比；關(guān)閉矢量信號源，連接直流穩(wěn)壓電源、VCO及頻譜分析儀；通過調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源的電壓大小，在頻譜儀上觀察信號的頻率和輸出功率的變化，記錄下最大和最小功率，可得VCO的輸出頻率范圍；選定頻率點(diǎn)：控制電壓7.4V，輸出功率14.38dBm，頻率1.502817GHz，測試該頻率點(diǎn)的相噪（1MHz）和二次、三次諧波抑制比。六 實驗結(jié)果點(diǎn)頻信號測試數(shù)據(jù)及圖片輸入頻率輸入功率二次諧波抑制比三次諧波抑制比相位噪聲(dBc/Hz)10KHz10KHz1MHz1GHz20dBm26.80dBc42.63dBc101.37103.28110.191GHz-20dBm47.27

5、dBc60.6 dBc102.37104.48115.67數(shù)據(jù)圖片：輸入功率為20dBm時二次、三次諧波抑制比信號的相噪（10KHz、100KHz、1MHz）輸入功率為-20dBm時二次、三次諧波抑制比信號的相噪（10KHz、100KHz、1MHz）VCO測試數(shù)據(jù)VCO輸出頻率范圍、輸出功率控制電壓(V)1.05.05.710.020.0輸出頻率(GHz)3.17073.20261.38961.68372.2851輸出功率(dBm)3.41.6214.4715.586.94測試得VCO輸出頻率范圍為1.3896GHz(5.7V)3.1707GHz(1.0V)頻率點(diǎn)的相噪和諧波抑制比選定頻率點(diǎn)：

6、控制電壓7.4V，輸出功率14.38dBm，頻率1.502817GHz相位噪聲(dBc/Hz)二次諧波抑制比(dBc)三次諧波抑制比(dBc)99.0412.1924.54七 討論頻譜儀的RBW、VBW、ATT對儀器顯示的噪聲電平、掃描時間等有什么影響？答：a) RBW（分辨率帶寬）在頻譜分析儀中，頻率分辨率是一個非常重要的概念。它是由中頻濾波器的帶寬所決定的。通常情況下，RBW等于被測頻譜帶寬，但為了提高測量精確性、靈敏度和效率，RBW也可以不同于頻譜帶寬。RBW太大將淹沒雜散信號；RBW太小則導(dǎo)致掃描時間太長。b) VBW（視頻帶寬）VBW反映的是頻譜分析儀接收機(jī)中位于包絡(luò)檢波器之后的視頻濾波器的帶寬。改變VBW的設(shè)置，可以減小噪聲峰值的變化量，提高較低信噪比信號測量的分辨率和復(fù)現(xiàn)率，更容易發(fā)現(xiàn)隱藏在噪聲中的小信號；在其他設(shè)置不改變的情況下，減小VBW，頻譜儀掃描時間會增加，其測試曲線更加光滑。c) ATT（衰減器）一般地，衰減器有三方面作用：保護(hù)頻譜儀不受損壞：測量高電平信號時，為了不燒壞頻譜分析儀，必須對信號進(jìn)行衰減。提高測試的準(zhǔn)確性：混頻器是非線性器件，當(dāng)輸入混頻器的信號電平較高時，會產(chǎn)生許多產(chǎn)物，而且電平太高會干擾測試結(jié)果，使無互調(diào)范圍減小；當(dāng)輸入信號電平在混頻器1dB壓縮點(diǎn)以上時，測試結(jié)果將不準(zhǔn)確。提高頻譜儀動態(tài)范圍：通過設(shè)