频谱仪使用和主要射频指标测试方法ppt课件.ppt
射频仪表使用和主要指标测试方法,王守保 2013年11月,武汉虹信公司,2,一、定义,干线放大器：用于移动通信网的全双工、线性射频放大设备光纤干线放大器：借助光纤进行信号传输的干线放大器无线移频干线放大器：将指配工作频率转换为其它频率进行传输的干线放大器室内型干线放大器：应用于室内环境的干线放大器室外型干线放大器：应用于室外环境的干线放大器,武汉虹信公司,3,一、定义,室内分布系统：通过主机、功分器、耦合器、干线放大器、光电转换模块、室内天线、馈线等将信号分布到建筑物、地下室等各个角落的系统数字无线干线放大器：射频信号采用数字滤波技术进行处理的干线放大器反向链路：由移动台到基站的链路前向链路：由基站到移动台的链路Linmax：干线放大器在最大输出功率时的最大输入电平Loutmax：干线放大器的最大输出功率Gmax：干线放大器的最大增益,武汉虹信公司,4,二、缩略语,ALC（Automatic Level Control ）：自动电平控制ACLR（Adjacent Channel Leakage Ratio）：邻道抑制比AGC（Automatic Gain Control）：自动增益控制CW（ Continuous Wave）：连续波DRC（Data Rate Control）：数据速率控制EVM （Error Vector Magnitude）：矢量幅度误差MTBF（Mean Time Between Failure）平均故障间隔时间MTTR（Mean Time to Restoration）平均故障修复时间PCDE （Peak Code Domain Error）峰值码域误差,武汉虹信公司,5,三、无线指标,1、标称最大输出功率定义标称最大输出功率是指干线放大器所能达到的最大输出功率，此最大输出功率应满足以下条件：增益为最大增益满足本标准中所有指标要求在网络应用中不应超过此功率 指标要求常规条件下：在额定功率的+2dB与-2dB之间高、低温及高、低压等严酷条件下：在额定功率的+2dB与-2dB之间,武汉虹信公司,6,三、无线指标,2、自动电平控制（ALC）定义自动电平控制是指当干线放大器工作于最大增益且输出为最大功率时，增加输入信号电平，干线放大器对输出信号电平的控制能力 指标要求当干线放大器输入信号电平增加小于10dB（含10dB）时，输出功率应保持在最大输出功率2dB之内；当干线放大器输入信号电平增加大于10dB（含10dB）时，输出功率应保持在最大输出功率2dB之内或关闭,武汉虹信公司,7,三、无线指标,3、增益A：最大增益定义最大增益是指干线放大器在线性工作范围内对输入信号的最大放大能力指标要求最大增益变化范围应在厂家声明值的士3dB之内,武汉虹信公司,8,三、无线指标,3、增益B：增益调节范围定义指当干线放大器具有可调增益时其最大增益与最小增益的差值指标要求厂家声明值,武汉虹信公司,9,三、无线指标,3、增益C：增益调节步长及误差定义增益调节步长是指干线放大器最小的增益调节量。增益调节步长误差是指实际增益调节步长与标称增益调节步长的差值指标要求增益调节步长为1dB增益调节步长误差为土ldB/每步长在0-10dB范围内总误差土ldB10-20dB范围内总误差土1dB在大于20dB范围内总误差土1.5dB,武汉虹信公司,10,三、无线指标,4、带内波动定义带内波动是指干线放大器有效工作频带内或信道内最大和最小电平的差值 指标要求有效工作带内波动3dB（峰峰值）。每信道内波动2dB（峰峰值），适用于选频型设备,武汉虹信公司,11,三、无线指标,5、频率误差及频率步进值定义频率误差是指干线放大器在工作频带范围内输出频率与输入频率的偏差频率步进值指干线放大器在工作频带范围内中心频率改变的频率间隔(不含宽带干线放大器) 指标要求频率误差应小于等于输入频率0.02ppm频率步进值为30kHz，适用与具有频率设置功能的干线放大器类型,武汉虹信公司,12,三、无线指标,6、传输时延定义传输时延是指干线放大器输出信号对输入信号的时间延迟 指标要求宽带干线放大器1.5s（对于有中频滤波处理的宽带干线放大器依照选频干线放大器的指标要求）选频干线放大器5.0s,武汉虹信公司,13,三、无线指标,7、输入/输出电压驻波比定义输入/输出电压驻波比是指干线放大器输入端和输出端的输入信号与反射信号的比值 指标要求输入/输出电压驻波比1.4,武汉虹信公司,14,三、无线指标,8、噪声系数定义噪声系数是指干线放大器在工作频带范围内，正常工作时输入信噪比与输出信噪比的差值。 指标要求室内干放噪声系数4dB；下行噪声系数不作要求。,武汉虹信公司,15,三、无线指标,9、带外抑制定义带外抑制是指干线放大器对偏离指配频率有效占用频段范围以外的信号的抑制能力 指标要求（CDMA）,武汉虹信公司,16,三、无线指标,10、杂散辐射定义杂散辐射是指带外的由谐波辐射、寄生辐射、互调产物及频率转移产物等产生的非期望辐射 指标要求（CDMA）,武汉虹信公司,17,三、无线指标,11、波形质量因数定义波形质量因数是指实际波形与理想波形之间的归一化相关功率指标要求前向和反向链路波形质量因数恶化均不超过0.025,武汉虹信公司,18,三、无线指标,12、输入互调定义输入互调是指两个带外RF干扰信号的三阶或更高阶互调导致的带内干扰信号 指标要求注意：对于多载波干线放大器的载波中心频率的偏差是指第一个1.23MHz带宽的中心频率的负偏和最后一个1.23MHz带宽的中心频率的正偏两个干扰信号是指一个CW信号频率偏差1.25MHz，另一个CW信号频率带外偏差使得交调信号出现在工作频带的中心频点加干扰信号后工作频段中心频率处干线放大器输出功率的增加不超过10dB,武汉虹信公司,19,三、无线指标,13、输出互调定义输出互调是指在干线放大器输出端口输入一个比期望信号电平低30dB的 调制信号时的互调产物指标要求不超过输入互调的指标要求,武汉虹信公司,20,三、无线指标,14、互调衰减定义当以工作频带内的两个信号输入干线放大器后，由于干线放大器的非线性而在其输出端口产生互调产物，互调衰减是指对这些互调产物的抑制能力指标要求,武汉虹信公司,21,三、无线指标,15、调制准确度A:矢量幅度误差（EVM）定义矢量幅度误差是指理论波形与接收到的实际波形之差，是平均误差矢量信号功率与平均参考信号功率之比的均方根值指标要求增强型信道矢量幅度误差6.0%,武汉虹信公司,22,三、无线指标,15、调制准确度B:峰值码域误差（PCDE）定义峰值码域误差是指码域中误差矢量的最大值。其中，码域矢量误差是指一个码字信号的平均功率与码域中除该码字之外的其余码字信号的平均功率之比指标要求增强型信道峰值码域误差-40dB,武汉虹信公司,23,Advantest R3131A频谱仪操作,屏幕软键,显示屏,测量设置,测量触发,数字/单位键,轨迹操作,测量控制二级菜单,摇把,输入,开关,显示屏对比度,武汉虹信公司,24,频谱仪校准,恢复出厂设置,蓝字切换键,存储/调用,3.5寸软盘存储,武汉虹信公司,25,R3131A开机,武汉虹信公司,26,指定带宽,武汉虹信公司,27,指定中心频率和参考电平,武汉虹信公司,28,3131A测量基本设置,1.开机：按Power键开机；2.恢复出厂设置：按“shift”“Preset”；3.设置显示带宽：按“SPAN”“数字+单位”；4.设置中心频率：按“FREQ”“数字+单位”；5.设置参考电平：按“LEVEL”屏幕软键 “REF LEVEL ”“数字+单位”；注：频谱仪内部衰减ATT让它处于自动状态 ，设定了参考电平后仪表会显示相应的自动ATT值；手动设置ATT的话注意ATT以10dB步进。ATT处于不同水平有可能带来一点测量误差。,武汉虹信公司,29,offset操作,有时输入信号很强，需要先接几十dB衰减器后再把信号输入仪表进行测量，况且输入连接线路本身也有一点衰耗，所以为保证仪表显示结果为真实值，需要把这部分人为引入的误差以offset的方式去除。1.按“LEVEL”；2.屏幕软键上按“offset” ；3.在数字键区输入偏置量及单位即可。设置offset以后记得测完置0，以免影响下次测量；每次测量前也最好先做恢复出厂设置操作。,武汉虹信公司,30,对信号进行取平均,武汉虹信公司,31,对信号进行取平均操作,有时信号不太稳定，为得到相对均一的结论，就对该信号取平均，一般是20-25个样点进行算术平均；也可手动设置平均样点数，但不同的平均方式得到的结果会有差异。1.按“TRACE”；2.屏幕软键上按“MORE”翻页到第2页；3.按屏幕软键 “AVG A”即可得到平均值。用同样步骤，只在第三步选择不同项目即可进行：最大保持“MAX HOLD”、最小保持“Min HOLD”、即时信号显示“Write”等读数方式的切换。,武汉虹信公司,32,对信号进行最大保持,武汉虹信公司,33,对信号进行最小保持,武汉虹信公司,34,总功率和信道功率的测量,对于窄带系统而言，一般直接测量信号峰值功率即可，但对于宽带系统而言，需要测试带内各峰值的总输出功率，以及单个宽带信道的积分功率，此时测载波峰值误差太大，基本不可用。1.按“POEER MEASURE”；2.屏幕软键上按“TOTAL POWER”即可进行总功率测量;3.按屏幕软键 “CHANNEL POWER”即可进行信道功率测量;按屏幕软键 “STAR”/ “STOP”可以调整积分的起始频率和终止频率。,武汉虹信公司,35,总功率测量,武汉虹信公司,36,单信道功率积分测量,武汉虹信公司,37,五、指标测试方法 标称最大输出功率,11、标称最大输出功率、如下图所示连接测试系统。关闭反向链路（测量前向输出功率）或关闭前向链路（测量反向输出功率）。将信号发生器设置为该直放站工作频率范围内的中心频率。设置直放站增益为最大增益。调节信号发生器的电平直至直放站的输出功率为厂商声明的最大输出功率。注：对于无线移频直放站应对近端单元和远端单元分别测量，测试最大不失真输出功率。,武汉虹信公司,38,五、指标测试方法 1、标称最大输出功率,武汉虹信公司,39,五、指标测试方法 2、自动电平控制（ALC）,2、自动电平控制（ALC）仍按上图所示功率测试的连接方法连接测试系统。关闭反向链路（测量前向输出功率）或关闭前向链路（测量反向输出功率）。将信号发生器设置为该直放站工作频率范围内的中心频率。设置直放站增益为最大。调节信号发生器的电平直至直放站的输出功率为厂商声明的最大输出功率。将信号发生器输出信号电平增加10dB，用频谱分析仪或功率计测量直放站输出功率。,武汉虹信公司,40,五、指标测试方法 3、最大增益,3、最大增益关闭反向链路（测量前向输出功率）或关闭前向链路（测量反向输出功率）。将信号发生器设置为该直放站工作频率范围内的中心频率，信号发生器产生CW信号。设置直放站增益为最大。调节信号发生器的电平直至直放站的输出功率为厂商声明的最大输出功率。信号发生器的电平回退1dB。用信号分析仪或功率计测量直放站输出功率，最大增益为直放站输出功率与输入功率的比值。将信号发生器的电平降低10dB，重复测量。,41,五、指标测试方法 4、增益调节范围,4、增益调节范围应在前面最大增益测量的基础上继续测量。设置直放站增益为最大。调节信号发生器的电平直至直放站的输出功率为厂商声明的最大输出功率。信号发生器的电平回退1dB。用信号分析仪或功率计测量直放站输出功率，最大增益为直放站输出功率与输入功率的差值。设置直放站增益为最小。用信号分析仪或功率计测量直放站输出功率，最小增益为直放站输出功率与输入功率的差值。增益调节范围为最大增益与最小增益的差值。,武汉虹信公司,42,5、增益调节步长和误差在前述增益测量的基础上继续测量。信号发生器的电平回退1dB。用信号分析仪或功率计测量直放站输出功率。以调节步长降低直放站的增益，用信号分析仪或功率计测量直放站下降每一步长时的输出功率并记录，直至直放站增益为最小。增益调节步长误差为直放站每步输出功率的差值，以及0-10dB、10-20dB和大于20dB范围内的总误差。,五、指标测试方法 4、增益调节范围,武汉虹信公司,43,按下图所示连接测试系统关闭反向链路（测量前向输出功率）或关闭前向链路（测量反向输出功率）将CW信号发生器的频率设置为该直放站工作频带范围内的中心指配频率，输出电平设置为将直放站的增益调节为最大增益用频谱分析仪测量直放站的输出功率并记录按规定将CW信号发生器的频率设置为偏离指配频率(或工作频带边缘)的频率处，输出电平仍为用频谱分析仪测量直放站的输出功率并记录带外抑制为直放站的输出功率与直放站的输出功率的差值,五、指标测试方法 6、带外抑制,武汉虹信公司,武汉虹信公司,44,五、指标测试方法 4、增益调节范围,武汉虹信公司,45,仍如上图所示连接测试系统。设置直放站增益为厂家标称的最大值。设置信号发生器为该直放站工作频率范围内的中心频率，使直放站输出功率达到最大。分别在规定的频带范围内测试杂散。将信号发生器的功率增加10dB，重复在规定的频带范围内测试杂散。如果直放站的工作带宽为连续的多载波，在工作频段任选两个载波组合重复测试，同时保证两个信号发生器合路后的输出功率为一个载波时信号发生器的功率。,7、杂散,五、指标测试方法,武汉虹信公司,46,五、指标测试方法 8、输入互调输入互调,按上图所示连接测试系统。设置直放站在工作频段上且整机增益为最大。用合路器连接两个RF信号发生器并连接至直放站的输入端口或一个信号发生器可以产生多个单载波。设置RF信号发生器使之产生技术规范中要求的干扰信号。设置频谱分析仪频率范围为直放站的工作频带。测量直放站在关闭信号发生器与开启信号发生器时输出信号的增加值。,武汉虹信公司,47,五、指标测试方法 9、输出互调,按下图所示连接测试系统。连接信号发生器至直放站的输入端口，另一信号发生器通过环形器的正向连接至直放站的输出端口。设置直放站的增益为最大。设置信号发生器1的频率为直放站的工作频率范围内的中心频率，设置信号发生器2生成偏离信号发生器1频率1.25MHz, 2.5MHz 和 3.75MHz但必须在前向链路频段上的信号。直放站输入端的信号发生器1调节电平使直放站的输出功率达到厂家标称的最大值。直放站输出端的信号发生器2调节电平使其比厂家标称的最大输出功率低30dB。设置仪表探测模式为：均方根。测试所有所有杂散指标。注：该项目只适用于前向链路。,武汉虹信公司,48,五、指标测试方法 9、输出互调,武汉虹信公司,49,五、指标测试方法 10、互调衰减10、互调衰减,宽带直放站测量方法1按上图所示连接测试系统。 2关闭反向链路（测量前向互调衰减）或关闭前向链路（测量反向互调衰减）。3将CW信号发生器1的频率设置为该直放站工作频带范围内的中心指配频率，将CW信号发生器2的频率设置为比该直放站工作频带范围内的中心指配频率高2MHz。4设置直放站增益为最大。5同时调节CW信号发生器1和2的输出电平(两信号发生器的输出电平相等)，直至直放站达到最大输出功率值。,武汉虹信公司,50,五、指标测试方法,6用频谱分析仪测量互调产物，激活检波器正峰值功能，视频带宽设置为与分辨带宽相同，扫描时间应设置为自动，在20次扫描上取平均。选频直放站测量方法1如图所示连接测试系统。2关闭反向链路（测量前向互调衰减）或关闭前向链路（测量反向互调衰减）。3将CW信号发生器1的频率设置为该直放站工作频带范围内的中心指配频率，将CW信号发生器2关闭。4设置直放站增益为最大。5调节CW信号发生器1的输出电平，直至直放站达到最大输出功率值。6CW信号发生器2的频率设置为比该直放站工作频带范围内的中心指配频率高2MHz，输出电平设置为与CW信号发生器1的输出电平相同，并且打开7用频谱分析仪测量互调产物，激活检波器正峰值保持功能，视频带宽设置为与分辨带宽相同，扫描时间应设置为自动，在20次扫描上取平均,武汉虹信公司,51,思考题：设计一套系统，测试光纤直放站的光接收灵敏度，并评估光收电平与射频电平的比值关系,五、指标测试方法,Thank You!,
