頻譜儀進(jìn)行準(zhǔn)確的信號功率測量

　　信道功率測試功能通過對信道帶寬內(nèi)的功率密度積分來進(jìn)行信道功率的測量，獲得信道帶寬內(nèi)的平均功率。

　　其中，PCH為信道功率，PD為功率密度，CHBW為信道帶寬。

　　在應(yīng)用中，上述算法會在選擇的信道帶寬內(nèi)對像素點(diǎn)的線性值(Pi)求和后除以像素點(diǎn)數(shù)，再除以中頻濾波器噪聲帶寬，乘以信道帶寬，最后取對數(shù)。

　　其中：

　　BCH為信道帶寬，單位為Hz;

　　BN,IF中頻濾波器的噪聲帶寬，單位為Hz。

　　分辨率帶寬(RBW)相對于要進(jìn)行精確測量的信道帶寬要很小。通常設(shè)為1%~3%的信道帶寬。

　　信道功率測量一般采用RMS檢波器，因?yàn)樗玫降慕Y(jié)果可以進(jìn)行功率計算獲得真正的信道內(nèi)平均功率。有時可用采樣檢波器，但是測試結(jié)果存在偏差。由于對噪聲或類似噪聲的信號不能找出峰值或均值檢波出的視頻電壓與輸入信號功率的關(guān)系，因此不應(yīng)采用峰值檢波和均值檢波。有些通信測試標(biāo)準(zhǔn)尤其是時分信號采用峰值檢波檢測瞬態(tài)功率，而不是平均功率。

　　當(dāng)使用采樣檢波器時，如果顯示的頻譜范圍相對于分辨率帶寬很大，離散的信號分量(正弦波信號)可能由于頻譜儀有限的屏幕像素點(diǎn)而被漏掉顯示，因此信道或鄰道功率的測量就不正確。因?yàn)閿?shù)字調(diào)制信號是類噪聲信號，取樣檢波得到蹤跡就會類似噪聲，不穩(wěn)定。為了得到穩(wěn)定的結(jié)果，需要采用蹤跡平均，但平均后的信號測試結(jié)果會偏離真實(shí)值。

　　當(dāng)選擇使用RMS檢波器時，每個像素點(diǎn)對應(yīng)的功率是從多個電壓測量值中得到的均方根結(jié)果，V2RMS對應(yīng)的功率P是真正的平均功率。

　　通過增大掃描時間，每一像素點(diǎn)對應(yīng)更多的電壓采樣值Vi，達(dá)到蹤跡平滑的目的。因此，測量信道功率時選擇RMS檢波器優(yōu)于取樣檢波器。

　　當(dāng)使用RMS檢波器或取樣檢波器時，通常此時不允許進(jìn)行蹤跡平均，同理也不允許通過VBW進(jìn)行平均，一般設(shè)VBW≥3RBW。

　　當(dāng)被測信號為脈沖和時分通信信號時，可加入時間門控功能，進(jìn)行時隙內(nèi)平均功率測試。

　　時域功率

　　根據(jù)頻譜儀測試原理，如果選擇的中頻帶寬RBW大于信號帶寬，且VBW>RBW，設(shè)頻譜儀掃描寬度SPAN=0，此時頻譜儀的本振停止掃描，在中頻帶寬內(nèi)進(jìn)行單一頻點(diǎn)的時域測量，顯示橫軸為時間、縱軸為幅度(功率)，顯示的蹤跡對應(yīng)檢波以后的電壓采樣值。本功能對于脈沖信號和時分通信信號的功率測試十分有用。

　　在頻譜儀內(nèi)部集成了一些算法，可以在設(shè)定的時間段內(nèi)進(jìn)行功率計算。要獲得準(zhǔn)確的功率測量結(jié)果，必須合理設(shè)置加權(quán)檢波器和功率算法。通常采用的是采樣值檢波器。

　　采樣值檢波器蹤跡顯示的是電壓包絡(luò)采樣值Vi。根據(jù)檢波器和平均功率的關(guān)系，如果要得到平均功率，需要選擇算法“RMS”;如果要得到峰值包絡(luò)功率，選擇“PEAK”;如果選擇“MEAN”，則對應(yīng)平均電壓，沒有與其對應(yīng)的功率值。

　　深入了解頻譜儀時域測試原理后，有時也可采用RMS檢波方式。此時采用PEAK功率算法，獲得設(shè)定時間段內(nèi)的最大平均功率;選擇“MEAN”獲得設(shè)定時間段內(nèi)的平均功率。這種方法有時會在時分通信信號測試中，對不同時隙功率進(jìn)行測試時采用。

　　功率測試時頻譜儀設(shè)置規(guī)則總結(jié)

　　綜合文中所述，可以歸納出幾點(diǎn)在功率測試中應(yīng)注意的事項(xiàng)，有助于正確利用頻譜儀，并得出較為準(zhǔn)確的測試結(jié)果。

　　r頻譜儀RMS檢波對應(yīng)平均功率

　　r高斯白噪聲的峰均比為10dB~12dB

　　rRMS檢波時，不允許進(jìn)行蹤跡平均，同時VBW≥3RBW

　　r需要平滑蹤跡時，注意對數(shù)平均的結(jié)果小于線性平均(如1.45dB)

　　r信道功率測量

　　• 一般采用RMS檢波

　　• 不允許進(jìn)行蹤跡平均

　　• VBW≥3RBW

　　• 否則測試值會比實(shí)際值小(最大2.51dB)

　　r時域功率測量

　　•用來測試脈沖和時分通信信號功率

　　•通常采用采樣值檢波

　　•VBW>RBW且RBW>信號帶寬