窄带宽子系统的噪声系数测量产品
窄带宽子系统的噪声系
数测量产品
公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
窄带子系统产品的噪声系数测量
福州唯隆科技 2002-10-17 1引言
由于通带边沿急骤衰减和超低噪声系数放大器（例如：万通的WLA19-
3030A）的因素，要准确地测量窄带子系统的噪声系数是非常讲究的。用于无线基站、直放站和微蜂窝的子系统可以是滤波器/低噪声放大器或是低噪声放大器/滤波器，在接近通带边沿所测到的噪声系数比其实际的噪声系数高。尤其是当子系统的带宽小于4MHz时，所测得的整个通带上的噪声系数要比实际值高得多。
为了准确地测量带有滤波器子系统的噪声系数，仪表必须要有正确的校准，对于滤波器/低噪声放大器或者低噪声放大器/滤波器的子系统而言，在进行校准和测量中需要加上一个相同特性的滤波器放在噪声源与噪声系数仪的输入端之间。考虑到广泛的通用性，我们以万通公司产品WULA21-0515A—3G无线基站的子系统——双工器/低噪声放大器为例。我们选用具有020功能的HP8970B噪声系数仪和HP346A噪声信号发生器作为本测量所使用的设备。
2WULA21-0515A全双工低噪声放大器子系统。
图1、WULA21-0515A全双工低噪声放大器子系统方块图。
将功率为30W的4载波W-CDMA复合信号加在TX IN输入端。发送滤波器（TX）的通带为2110-2170MHz，其插入损耗为。两个监测端口上各有一个具有30dB耦合系数的定向耦合器，该耦合器用于监视正向发射功率和天线端口的驻波比系数。接收滤波器（RX）的通带为1920-1980MHz，其插入损耗为，在发射频段的衰减度为115dB，低噪声放大器（WLA19-3030A）的功率增益为31dB，噪声系数为。图2为所测得的在25℃室温下从天线输入口（ANT）到接收输出口（RXOUT）之间的特性曲线。
图2在25℃室温下，从天线输入到RX OUT之间的特性曲线。
3WULA21-0515A子系统噪声系数的测量。
图3：噪声系数的测量方法
图3为噪声系数的测量装置方框图。滤波器RX Filter 1（应具有与
WULA21-0515A中的接收滤波器RX相同的特性）连接在噪声系数测量仪的输入端。正式测试前，先要进行仪器的校正。校准时应将噪声信号源连接在RX
Filter 1的输入端，并分别设置测试频段的起点、终点和步长分别为1920MHz，1980MHz和10MHz，并且噪声系数仪的平滑系数值为8，然后进行校准。
校准之后，将被测的子系统如WULA-0515A接到噪声信号发生器和RX Filter 1的输入端，图4为在校准和测量中用与不用RX Filter 1时新测得的WULA21-015A的噪声系数。
图4画出了WULA21-0515A接与不接接收滤波器1 时进行校准和测量的噪声系
数。
由图可知，在进行校准和测量中，若不用RX滤波器1，在接近通带边沿处所测得的噪声系数NF（品红色曲线）比其实际的噪声系数（蓝色曲线）值大得多。引起噪声系数读数增大的原因是噪声系数仪内部对噪声系数的误算。因为噪声系数是依据在一定带宽中（对HP8970B而言约为4MHz）的信号与噪声之比来计算的，在通带边沿部分信号能量因通带的急骤衰减而被减小。然而，急骤衰减效应是可以校正的，即应用本文新示的测量方法，在测量和校准时加上一个具有相同特性的滤波器。
TX130M+综合测试仪
第一部分技术要求 一.技术功能和要求 1.手持式综合以太网测试仪 1.1.应用：手持式仪表：体积小、重量轻、便于携带 ★接口：1个10/100/1000Base-T电接口，1个FE,GE光接口,1个2M的BNC接口和120欧的平衡接口 ★基本功能：线缆测试（网线短点测试），RFC2544测试 ★基本功能：2M误码测试，符合G.821.G.826.M.2100,环路时延测试。 ★以太网配置1310波长，至少15公里距离的光模块 1.2. 主要功能要求---以太网部分 ★(1) 提供1*10/100/1000Base-T电接口及1*GE光接口的相关测试。 (2) 同时产生和接收100%线速率的10/100/1000Base-T、1000Base-LX信号，全双工收发不同 大小的以太网MAC帧数据包。能够自动与对端接口协商、全双工、实现流量控制等，并可对 速率进行配置。 ★(3)支持以太网性能测试(RFC2544)：吞吐量(Through put)、时延(Latency)、帧丢失(Frame loss)、 背靠背(Back-to-back) 缓冲能力。支持测试参数的设定和存储，支持RFC2544的自动测试并支 持测试结果存储。以太网帧长：64字节至9600字节. (4)仪表支持以太网双端测试仪模式，可由本地仪表控制远端仪表实现双向RFC-2544测 试。该功能主要用于上下行不等速的业务开通和网络故障诊断、定位。 (5)数据包抖动测试：数据包抖动（帧时延变化）测试，用于评估MSTP对实时业务如VOIP、VOD的支持能力。 ★ (6) 支持以太网BER的测试： 可以在以太网MAC帧的净荷部分加伪随机码，用于以太网成帧（Framed Layer 1和Framed Layer 2~4）与非成帧误码率的测试，接口包括10/100/1000Base-T和1000Base-X。包括支持的 图案类型包括：PRBS9，PRBS 11, PRBS 15, PRBS 20, PRBS 23, PRBS 29, PRBS31 , CRTP,用 户自定义图案等。
环境噪音测量方法
环境噪音测量方法 一, 方法概要 本方法系使用符合我国国家标准(CNS 7129)1型噪音计(或称声度表)或国际标准或上述性能以上之噪音计,测量环境中噪音位准之方法. 二, 适用范围 本测量方法适用於一般环境及固定性噪音发生源或移动性扩音设施之噪音位准测量. 三, 干扰 (一) 气象条件,地形,地面情况:噪音之传播会受到气象条件,地形,地面情况等之影响,故测量噪音时需记录天气,测量点附近之风向,风速,温度,相对湿度等之气象条件及地形,地面情况. (二) 由风产生噪音的影响:噪音计之声音感应器直接受到强风时,因风切作用而产生杂音(称为风杂音),严重时无法测量正确值,故在室外测定时,可能会产生风杂音时需加装防风罩.但防风罩也有其可使用范围,如超过使用范围时,应停止测量. .四, 仪器及设备 1.测定器:符合我国国家标准(CNS 7129 C7143)1型之噪音计(以下简称噪音计)或国际电工协会标准Class 1噪音计或上述性能以上之噪音计;原则上以噪音计之听感修正回路A加权测定之. 2. 防风罩(W indscreen):为减少声音感应器测量时风造成之影响,因此必须加套防风罩,其材质一般是由多孔性聚乙烯制成,其可容许风速范围由材料,结构,大小而定. 五, 噪音计使用方法
听感修正回路或称频率加权(Frquency-weighting"A"):本测量方法原则上以听感修 正回路A加权测定之,惟测量时应注记现场测量时所使用之加权名称. 六, 结果处理 (一) 测量报告须列出下列各项: 1, 测量人员姓名,服务单位. 2, 测量日期,测量时间,动特性. 3, 气象状态(风向,风速,气温,大气压力,相对湿度及最近降雨日期). 4, 测量结果. 5, 适用之标准 6, 测量位置(测量点及其高度,声音感应器高度等)与音源相对位置及距离,附简图 及照片,周围之情况(周围之建筑物,地形,地貌,防音设施等,附简图). 7, 噪音发生源之种类与特徵. 8, 测量方法(噪音计(含声音校正器)厂牌,型号,序号,噪音计动特性,取样的时距与 次数及其校正纪录与检定,校正有效期限等). 9, 其他(特殊音源之特性及其随时间变化性,可能影响测量结果之因素等). 10, 测量 期间噪音原始数据应存档备查. 实验数据 XuHao Leq l5 L10 L50 L90 L95 SD LEA 84 69.6 74.7 71.5 69.5 68.4 68.1 1.6 94.4 85 66.8 78.9 69.7 64.2 63.6 63.5 3.8 91.6 Lmax Lmin E 测定时间日期 80.7 68.2 0 0h5m0s 14-07-02 87.7 63.3 0 0h5m0s 14-07-02
《电子测量与仪器》习题答案解析
《电子测量与仪器》习题参考答案 习题1 一、填空题 1．比较法；数值；单位；误差。 2．电子技术；电子技术理论；电子测量仪器。 3．频率；电压；时间。 4．直接测量；间接测量；时域测量；频域测量；数据域测量。 5．统一性；准确性；法制性。 6．国家计量基准；国家副计量基准；工作计量基准。 7．考核量值的一致性。 8．随机误差；系统误差；粗大误差。 9．有界性；对称性。 10．绝对值；符号。 11．准确度；精密度。 12．2Hz ；0.02%。 13．2/3；1/3～2/3。 14．分组平均法。 15．物理量变换；信号处理与传输；测量结果的显示。 16．保障操作者人身安全；保证电子测量仪器正常工作。 二、选择题 1．A 2．C 3．D 4．B 5．B 6．D 7．A 8．B 9．B 10．D 三、简答题 1．答：测量是用被测未知量和同类已知的标准单位量比较，这时认为被测量的真实数值是存在的，测量误差是由测量仪器和测量方法等引起的。计量是用法定标准的已知量与同类的未知量（如受检仪器）比较，这时标准量是准确的、法定的，而认为测量误差是由受检仪器引起的。 由于测量发展的客观需要才出现了计量，测量数据的准确可靠，需要计量予以保证，计量是测量的基础和依据，没有计量，也谈不上测量。测量又是计量联系实际应用的重要途径，可以说没有测量，计量也将失去价值。计量和测量相互配合，才能在国民经济中发挥重要作用。 2．答：量值的传递的准则是：高一级计量器具检定低一级计量器具的精确度，同级计量器具的精确度只能通过比对来鉴别。 3．答：测量误差是由于电子测量仪器及测量辅助设备、测量方法、外界环境、操作技术水平等多种因素共同作用的结果。 产生测量误差的主要原因有：仪器误差、影响误差、理论误差和方法误差、人身误差、测量对象变化误差。按照误差的性质和特点，可将测量误差分为随机误差、系统误差、粗大误差三大类。误差的常用表示方法有绝对误差和相对误差两种。 四、综合题 1．解：绝对误差 ΔX 1＝X 1－A 1＝9－10＝－1V ΔX 2＝X 2－A 2＝101－100＝1V 相对误差 1111 1%100100%A X A γ-=-?=?= 2 22 1 1%100 100%A X A γ=?=?= 2．解：ΔI m1＝ 1m γ× X m1 ＝± 0.5％×400＝±2mA ，示值范围为100±2mA ；
频谱仪带宽的正确设置
频谱仪带宽的正确设置 在测量一些CATV系统指标中，常常要用到频谱仪，为了使测量结果准确，在频谱仪的使用上常涉及到一个分辨带宽设置的问题。要弄清这个问题，得要知道一些频谱仪的基本原理。图1是频谱仪的基本原理框图。图中的中频频率（输入信号通过与本振信号的和频或差频产生），本振受斜波发生器的控制，在斜波发生器的控制下，本振频率将从低到高的线性变化。这样在显示时，斜波发生器产生的斜波电压加到显示器的X轴上，检波器输出经低通滤波器后接到Y轴上，当斜波发生器对本振频率进行扫描时显示器上将自动绘出输入信号的频谱。检波器输出端的低通滤波器称为视频滤波器，用在分析扫描时对响应进行平滑。 图1 频谱分析仪原理框图 1、分辨带宽 在频谱分析仪中，频率分辨率是一个非常重要的概念，它是由中频滤波器的带宽所确定的，这个带宽决定了仪器的分辨带宽。例如，滤波器的带宽是100KHZ。那么谱线频率就有100KHZ的不定性，也即在一个滤波器的带宽频率范围内，出现了两条谱线的话，则仪器不能检出这两条谱线，而只显示一条谱线，此时仪器所反映的谱线电平（功率）是这两条谱线的电平功率的叠加。因此会出现测量误差。所以，对于两条紧密相关的谱线，其分辨力取决于滤波器的带宽。 图2 我们以测量载波电平为例，对仪器的分辨带宽设置加以比较，图2是分辨带宽分别是（由下到上）30KHZ、300KHZ、3MHZ的频谱曲线（输入为单个载波信号），在设置分辨带宽时，我们考虑的是仪器是否能充分响应输入信号时有足够的带宽，正确的方法是展宽滤波器的带宽，当在屏幕上观察到信号载波幅度不再增加时，就表示中频滤波器对输入信号的响应已有足够的带宽了。在图中我们看到，当分辨带宽在300KHZ到3MHZ变化时，显示的信号幅度没有变化，这就可以认为300KHZ带宽已经足够了。另外，分辨带宽在300KHZ和3MHZ之间设置时，对于单个载波情况下的信号幅度没有变化，但是在实际测
噪声测定实验教案
噪声测定实验 一实验目的 1掌握AWA5610C声级计的工作原理及其使用方法 2掌握AWA6270A噪声频谱分析仪的工作原理及其使用方法 二实验内容 1使用AWA5610C声级计测量噪音 2使用AWA6270A噪声频谱分析仪测量噪音 三实验原理 1 AWA5610C声级计的工作原理 工作原理是被测的声压信号通过传声器转换成电压信号，然后经衰减器、放大器以及相应的计权网络、滤波器，或者输入记录仪器，或者经过均方根值检波器直接推动以分贝标定 的指示表头。 2 AWA6270A噪声频谱分析仪的工作原理 工作原理是输入信号经衰减器直接外加到混波器,可调变的本地振荡器经与CRT同步的扫瞄产生器产生随时间作线性变化的振荡频率,经混波器与输入信号混波降频后的中频信号(IF)再放大,滤波与检波传送到CRT的垂直方向板。 四实验设备仪器 （一）AWA5610C声级计 AWA5610C型积分声级计是一种袖珍式智能化噪声测量仪 器，可广泛应用于环境噪声的测量与自动监测，也可用于劳动保 护、工业卫生及各种机器、车辆、船舶、电器等工业噪声测量。 本仪器采用了先进的数字检波技术，具有可靠性高、稳定性好、 动态范围宽等优点。 主要技术性能： 驻极体测试电容传声器，灵敏度： 1.传声器：Φ1 2.7mm(1/2”） 约40mV/Pa，频率范围：20Hz～12.5kHz。 2.测量范围：35～130dBA(以2×10-5Pa为参考，下同） 3.频率范围：20Hz～12.5kHz 4.频率计权：A计权 5.时间计权：快（F），慢（S） 图1 AWA5610C声级计 6.检波器特性：真有效值、峰值因数 3 7.准确度：2型 8.测量时间：手控、10s、1min、5min、10min、20min、1h、4h、8h、24h。 9.显示：4位LCD，直接显示测量结果Lp、Leq、Lmax、Lmin、Linst、Tm及日历年、月、日、时、分、秒等。 10.储存：60组数据，包括年、月、日、时、分、设定时间、测量经历时间、最大声级， 最小声级、等效声级。 11.输出接口：RS—232C，可接至微型打印机或计算机。
噪声系数测量手册1：噪声系数定义及测试方法
噪声系数测量手册 Part 1. 噪声系数定义及测试方法 安捷伦科技：顾宏亮一.噪声系数定义 最常见的噪声系数定义是：输入信噪比/ 输出信噪比。它是衡量设备本身噪声品质的重要参数,它反映的是信号经过系统后信噪比恶化的程度。噪声系数是一个大于1的数，也就是说信号经过系统后信噪比是恶化了。噪声系数是射频电路的关键指标之一，它决定了接收机的灵敏度，影响着模拟通信系统的信噪比和数字通信系统的误码率。无线通信和卫星通信的快速发展对器件、子系统和系统的噪声性能要求越来越高。 输入信噪比SNR input=P i/N i 输出信噪比SNR output=P o/N o 噪声系数F =SNR input/SNR output通常用dB来表示NF= 10Log(F) 假设放大器是理想的线性网络，内部不产生任何噪声。那么对于该放大器来说,输出的功率Po以及输出的噪声No 分别等于Pi * Gain以及Ni*Gain。这样噪声系数=(Pi/Ni)/(Po/No)=1。但是现实中，任何放大器的噪声功率输出不仅仅有输入端噪声的放大输出，还有内部自身的噪声(Na)输出，下图为线性双端口网络的图示。 双端口网络噪声系数分析框图 Vs: 信号源电动势Rs: 信号源内阻
Ri: 双端口网络输入阻抗R L: 负载阻抗 Ni: 输入噪声功率Pi: 输入信号功率 No: 输出噪声功率Po: 输出信号功率 Vn: 该信号源内阻Rs的等效噪声电压Ro: 双端口网络输出阻抗 输出噪声功率: N o = N i * Gain + N a ; P o=P i * Gain 噪声系数= (P i * N o)/(N i* P o) = (N i * Gain + N a) /(N i * Gain)= 1 + Na/(N i * Gain) > 1 根据IEEE的噪声系数定义:The noise factor, at a specified input frequency, is defined as the ratio of (1) the total noise power per unit bandwidth available at the output port when noise temperature of the input termination is standard (290 K) to (2) that portion of (1) engendered at the input frequency by the input termination.” a.输入噪声被定义成负载在温度为290K下产生的噪声。 b.输入噪声功率为资用功率，也就是该负载(termination)能产生的最大功率。 c.假定了被测件和负载阻抗互为共轭关系. 如果被测件是放大器，并且噪声源阻抗为50ohm,那么假定了 该放大器的输入阻抗为50ohm。 综合上述的结论，我们可以这样理解噪声系数的定义:当输入噪声功率为290K温度下的负载所产生的最大功率情况下，输入信噪比和输出信噪比的比值。 资用功率指的是信号源能输出的最大功率,也可以称为额定功率。 信号源输出框图 只有当源的内阻和负载相等(复数互为共轭),源输出最大功率. P available= [V S/(R S+ R L)]2 * R L当R S= R L时候P available= V S2/(4*R S) 由此可见，资用功率是源的本身参数，它只和内阻以及电动势有关,和负载没有关系。
实验一常用电子测量仪器使用
实验一常用电子测量仪器 使用 Prepared on 24 November 2020
实验一常用电子仪器的使用 一、实验目的 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等的主要技术指标、性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 二、实验原理 在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。 实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1－1所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。 图1－1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图 一、数字示波器 示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。 示波器面板介绍
单踪示波模式 注意下列几点： 8. 频率显示 显示当前触发通道波形的频率值。UTILITY 菜单中的“频率计”设置为“开启”才能显示对应信号的频率值，否则不显示。 10.触发位移 使用水平 POSITION 旋钮可修改该参数。向右旋转使箭头（初始位置为屏幕正中央）右移，触发位移值（初始值为 0）相应减小；向左旋转使箭头左移，触发位移值相应增大。按下该键使参数自动恢复为 0，且箭头回到屏幕正中央。 11. 水平时基 表示屏幕水平轴上每格所代表的时间长度。使用 S/DIV 旋钮可修改该参数，可设置范围为～50S。 根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数（div或cm）与“水平时基”指示值（t/div）的乘积，即可算得信号频率的实测值。 13. 电压档位 表示屏幕垂直轴上每格所代表的电压大小。使用 VOLTS/DIV 旋钮可修改该参数，可设置范围为 2mV～10V。
频谱仪测试时几个重要参数的设置
- 49 - 频谱仪测试时几个重要参数的设置 冯菊香 （玉林师范学院，广西 玉林 537000） 【摘 要】频谱仪的最佳工作状态是由诸多因素、参数决定的，而各种参数之间又相互关联，因此在设置频谱仪时需要统筹考虑。文章从频谱仪的基本原理出发，对输入衰减、前置放大、混频、分辨率带宽、视频带宽、扫频宽度和扫描时间等参数作了重点介绍，并就它们之间的最佳工作状态关系设置进行了阐述。 【关键词】频谱仪；分辨率带宽；视频带宽；扫频宽度 【中图分类号】TM935.21 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2009)10-0049-02 频谱分析仪是信号分析处理中常用的仪器设备，它不仅 用于测量各种信号的频谱，而且还可测量功率、失真、增益 和噪声特性等。其覆盖的频率范围可达40GHz甚至更高，因而 被广泛用于所有的无线或有线通信应用中，包括开发、生产、 安装与维护等。 从工作原理上看，频谱分析仪可以分为模拟式与数字式 两大类。数字式频谱分析仪主要用于超低频或低频段，其中 最有代表性的为傅立叶分析仪。模拟式频谱分析仪根据使用 滤波器的不同，又分为带通滤波器频谱分析仪与外差式扫频 频谱分析仪。 （一）频谱仪的基本原理 频谱分析仪的基本电路是超外差接收机，亦即利用超过 输入信号频率的本地振荡频率通过混频器获得差频输出。频 谱仪显示屏的水平坐标为频率轴，垂直坐标为功率轴，主要 用于观测和记录某个指定频率段内的载波频谱。其基本原理 如图1： 图1 频谱分析仪基本原理框图 信号的流程是：射频信号RF 接入频谱仪，经过前端的衰 减器和放大器，达到频谱仪的量程电平指标后，再经过混频 器，通过与本振信号的和频或差频而产生中频频率，然后， 通过中频带通滤波器和检波器峰值检波后的信号，再经过视 频滤波器滤波,经由A/D 转换后显示出来。由于本振电路的振 荡频率随着时间变化，因此频谱分析仪在不同的时间接收的 频率是不同的。当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时， 屏幕上就显示出被测信号在不同频率上的电压包络，从而得 到被测信号的频谱。 （二）频谱仪的几个重要参数分析 用频谱分析仪对电信号进行测量时，要充分发挥频谱仪 的性能，尽可能地减少测量误差，显示其巨大的优越性，首 先必须根据所测的信号特点来设定频谱仪的衰减器、分辨率 带宽、视频带宽和扫描宽度（或时间）等，才可能使频谱仪 处于最佳工作状态。 1.合理使用输入衰减器和前置放大器 为了防止高电平输入信号对混频器产生的非线性失真，各种不同型号和不同类型的频谱仪，在仪器内部都设有输入衰减器，以此来选择最佳的混频电平。输入信号的电平不随衰减增加而下降，这是因为每当衰减降低加到检波器的信号电平10dB时，中放（IF）增益同时增加10dB来补偿这个损失，其结果使仪表显示的信号幅度保持不变。但是，噪声信号受到放大器的影响很大，其电平被放大，增加了10dB。既然内部噪声主要由中放第一级产生，因而输入衰减器不影响内部噪声电平。但是，输入衰减器影响到混频器的信号电平，并降低信噪比。也就是说，衰减器的衰减量每增加10dB，频谱仪显示的噪声电平就增加10dB。这样,要提高频谱分析仪的灵敏度就需要将衰减设置得尽可能小，降低噪声电平的值，使得信号不被噪声淹没。 使用前置放大器可以提高RF输入信号的信噪比，在测量小信号时，用前置放大器配合频谱仪的测量是非常有帮助的，特别是对卫星信号下行链路的弱信号进行检测时，需要加前置放大器改善系统的接收效果，否则，信号将很难看到或者根本看不到。但是，使用前置放大器时需要考虑两个重要的因素: 噪声值和增益。接收到的信号强度已经包含了放大器的增益，因此在计算信号的实际强度时，需要将天线增益、放大器增益以及监测系统的其它增益或损耗均排除掉，才能 够得到信号的实际强度。前置放大器有内部和外部之分，内 部前置放大器需要选件，工作频率范围一般为3GHz；外部前置放大器可根据待监测的频率范围，选择相应的放大器，放大器的增益要足够大，以便于监测。 2.最佳混频电平 混频器是频谱仪的前端电路，如果工作不正常，频谱仪自身就会产生多种频率成份，导致测量不准确。为了满足大的动态范围和最好的信噪比，希望混频器的驱动电平尽可能大；为了减少非线性失真，又希望加到混频器的电平尽可能低。究竟混频器的电平取多大呢?多数使用说明书建议最佳的混频电平在－30～0dBm 之间，这时混频器内部产生的失真电平低于显示的平均噪声电平，也就是说混频器产生的失真电平观察不到，可以忽略。 3.分辨率带宽 (RBW:Resolution Band Width) 在频谱分析仪中，分辨率带宽 RBW 是一个非常重要的参【收稿日期】2009-07-02 【作者简介】冯菊香（1972－），女，安徽滁州人，玉林师范学院讲师，桂林电子科技大学在读工程硕士，从事电子与通信测试技术研究。
噪声测量三种方法
噪声系数测量的三种方法 本文介绍了测量噪声系数的三种方法：增益法、Y系数法和噪声系数测试仪法。这三种方法的比较以表格的形式给出。 前言 在无线通信系统中，噪声系数(NF)或者相对应的噪声因数(F)定义了噪声性能和对接收机灵敏度的贡献。本篇应用笔记详细阐述这个重要的参数及其不同的测量方法。 噪声指数和噪声系数 噪声系数有时也指噪声因数(F)。两者简单的关系为： NF = 10 * log10 (F) 定义 噪声系数(噪声因数)包含了射频系统噪声性能的重要信息，标准的定义为： 从这个定义可以推导出很多常用的噪声系数（噪声因数）公式。 下表为典型的射频系统噪声系数： *HG=高增益模式，LG=低增益模式
噪声系数的测量方法随应用的不同而不同。从上表可看出，一些应用具有高增益和低噪声系数(低噪声放大器(LNA)在高增益模式下)，一些则具有低增益和高噪声系数(混频器和LNA在低增益模式下)，一些则具有非常高的增益和宽范围的噪声系数(接收机系统)。因此测量方法必须仔细选择。本文中将讨论噪声系数测试仪法和其他两个方法：增益法和Y系数法。 使用噪声系数测试仪 噪声系数测试/分析仪在图1种给出。 图1. 噪声系数测试仪，如Agilent公司的N8973A噪声系数分析仪，产生28VDC脉冲信号驱动噪声源 (HP346A/B)，该噪声源产生噪声驱动待测器件(DUT)。使用噪声系数分析仪测量待测器件的输出。由于分析仪已知噪声源的输入噪声和信噪比，DUT的噪声系数可以在内部计算和在屏幕上显示。对于某些应用(混频器和接收机)，可能需要本振(LO)信号，如图1所示。当然，测量之前必须在噪声系数测试仪中设置某些参数，如频率范围、应用(放大器/混频器)等。 使用噪声系数测试仪是测量噪声系数的最直接方法。在大多数情况下也是最准确地。工程师可在特定的频率范围内测量噪声系数，分析仪能够同时显示增益和噪声系数帮助测量。分析仪具有频率限制。例如，Agilent N8973A可工作频率为10MHz至3GHz。当测量很高的噪声系数时，例如噪声系数超过10dB，测量结果非常不准确。这种方法需要非常昂贵的设备。 增益法 前面提到，除了直接使用噪声系数测试仪外还可以采用其他方法测量噪声系数。这些方法需要更多测量和计算，但是在某种条件下，这些方法更加方便和准确。其中一个常用的方法叫做“增益法”，它是基于前面给出的噪声因数的定义：
噪声系数测量
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RFMW 202: Noise Figure Basics
Technical data is subject to change. Copyright@2004 Agilent Technologies Printed on Jan, 2004 5988-8495ENA
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RFMW 202: Noise Figure Basics
Welcome to RFMW 202, the module on the basics of noise figure. This module will take you about 60 minutes for you to complete. If you have not already done so, we recommend that you study the modules RFMW 101 and MEAS 102 before this one.
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Fundamental Noise Concepts
Fundamental noise concepts
How do we make measurements?
What DUTs can we measure?
What influences the measurement uncertainty?
In this module we will first look at the concepts of noise (why is it important), then on to how to make measurements and we will conclude with some detailed information on measurement uncertainty and tools. Let’s now go straight into concepts of noise.
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噪声系数的含义和测量方法
噪声系数的含义和测量方法 噪声系数的含义 噪声系数是用来描述一个系统中出现的过多的噪声量的品质因数。把噪声系数降低到最小的程度可以减小噪声对系统造成的影响。在日常生活中，我们可以看到噪声会降低电视画面的质量，也会使无线通信的话音质量 变差;在诸如雷达等的军用设备中，噪声会限制系统的有效作用范围;在数字通信系统中，噪声则会增加系统的误码率。电子设备的系统设计人员总是在尽最大努力使整个系统的信噪比(SNR)达到最优化的程度，为了达到这个目的，可以用把信号提高的办法，也可以用把噪声降低的办法。在像雷达这样的发射接受系统中，提高信噪比的一种方法是用更大的大功率放大器来提高发射信号的功率，或使用大口径天线。降低在发射机和接收机之间信号传输路径上对信号的衰耗也可以提高信噪比，但是信号在传输路径上的衰耗大都是由工作环境所决定的，系统设计人员控制不了这方面的因素。还可以通过降低由接收机产生的噪声—通常这都是由接收机前端的低噪声放大器(LNA)的质量决定的—来提高信噪比。与使用提高发射机功率的方法相比，降低接收机的噪声(以及让接受机的噪声系数的指标更好)的方法会更容易和便宜一些。 噪声系数的定义是很简单和直观的。一个电子系统的噪声因子(F)的定义是系统输入信号的信噪比除以系统输出信号的信噪比: F=(Si/Ni)/(So/No) Si=输入信号的功率 So=输出信号的功率 Ni=输入噪声功率 No=输出噪声功率 把噪声因子用分贝(dB)来表示就是噪声系数(NF)，NF=10*log(F)。 这个对噪声系数的定义对任何电子网络都是正确的，包括那些可以把在一个频率上的输
入信号变换为另外一个频率的信号再输出的电子网络，例如上变频器或下变频器。 为了更好地理解噪声系数的定义，我们来看看放大器的例子。放大器的输出信号的功率等于放大器输入信号的功率乘以放大器的增益，如果这个放大器是一个很理想的器件的话，其输出端口上噪声信号的功率也应该等于输入端口上噪声信号的功率乘以放大器的增益，结果是在放大器的输入端口和输出端口上信号的信噪比是相同的。然而，实际情况是任何放大器输出信号的噪声功率都比输入信号的噪声功率乘以放大器的增益所得到的结果大，也就是说放大器输出端口上的信噪比要比输入端口上的信噪比小，即噪声因子F要大于1，或者说噪声系数NF要大于0dB。 在测量并比较噪声系数的测量结果时，非常重要的是要注意我们在测量的过程中是假定测量系统能够在被测器件(DUT)的输入端口和输出端口上提供非常完美的50Ω的负载条件。可是在实际测量中，这样完美的条件永远不会存在。稍后我们会讨论如果测量系统不是很完美的50Ω系统会对噪声系数的测量精度造成怎样的影响。同时，我们也会看到各种校准和测量方法是怎么克服因为不是很完美的50Ω的源匹配而造成的测量误差的。 图1器件对信号的处理过程 另一种用来表达由一个放大器或系统引入的附加噪声的术语是有效输入温度(Te)。为了理解这个参数，我们需要先看一下无源负载所产生的噪声的量的表达方式—kTB，其中k 是玻尔兹曼常数，T是以开尔文为单位的负载的温度，B是系统带宽。因为在某个给定的带宽内，器件产生的噪声和温度是成正比的，所以，一个器件所产生的噪声的量可以表示为带
电子测量仪器及应用练习题与答案
《电子测量仪器及应用》练习题与答案 一、填空 1.数字的舍入规则是：大于5时 ；小于5时 ；恰好等于5时，采用 的原则。入 ； 舍 ； 奇进偶不进 2.被测量在特定时间和环境下的真实数值叫作 。真值 3. 是低频信号发生器的核心，其作用是产生频率范围连续可调 、稳定的低频正弦波信号。主振电路 4.模拟式电压表是以 的形式来指示出被测电压的数值。 指示器显示 5.若测量值为196，而实际值为200，则测量的绝对误差 为 ，实际相对误差为 －4 ， －2％ 6.使用偏转因数div /m 10V 的示波器测量某一正弦信号，探极开关置于“×10”位置，从屏幕上测得波形高度为div 14，可知该信号的峰值为 ，若用电压表测量该信号，其指示值为 。 ， 7.若设被测量的给出值为X ，真值为0X ，则绝对误差 X ?= ；相对误差ν= 。0X X X ?=- 00100%X X X ν-=?或者 0X X ν?= 8.所示为一定的触发“极性”（正或负）和“电平”（正或负）时示波器上显示的正弦波形，可判断触发 类型为 极性、 电平触发。正 正 9.在晶体管特性图示仪中电流的读取是通 过将电流加在 电阻上转换 成 ，然后再加到示波管的偏转板上 的。取样 电压 10.电子计数式频率计的测频准确度受频率计的 误差和 误差的影响。时基频率 1±量化 11.在交流电子电压表中，按检波器响应特性的不同，可将电 压表分为 均 值电压表， 峰 值电压表和 有效 值电压表。
12.若要在荧光屏上观测正弦波，应将电压加到垂直偏转板上，并将电压加到水平偏转板上。正弦波(或被测电压) 扫描 13.被测量的测量结果量值含义有两方面，即__数值______和用于比较的____单位___名称。 14.通用示波器结构上包括__水平通道（Y轴系统）__、__X通道（X轴系统）_和__Z通道（主机部分）_三个部分。 15.用模拟万用表电阻挡交换表笔测量二极管电阻两次，其中电阻小的一次黑表笔接的是二极管的___正（阳）__极。 16.数字万用表表笔与模拟万用表表笔的带电极性不同。对数字万用表红表笔接万用表内部电池的____正____极。 17.对以下数据进行四舍五入处理，要求小数点后只保留2位。 =；=。 18.相对误差定义为绝对误差与真值的比值，通常用百分数表示。 19.电子测量按测量的方法分类为直接测量、间接测量和组合测量三种。 20.为保证在测量80V电压时，误差≤±1%，应选用等于或优于级的100V量程的电压表。 21.示波器为保证输入信号波形不失真，在Y轴输入衰减器中采用__RC分压_ 电路。 22.电子示波器的心脏是阴极射线示波管，它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。 23.没有信号输入时，仍有水平扫描线，这时示波器工作在__连续扫描__状态，若工作在_触发扫描_状态，则无信号输入时就没有扫描线。 24.峰值电压表的基本组成形式为__检波－放大__式。 25.电子计数器的测周原理与测频相反，即由被测输入信号控制主门开通，而用晶体振荡器信号脉冲进行计数。26．某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中，测得其平均值为 20000 转 / 分钟（假定测试次数足够多）。其中某次测量结果为 20002 转 / 分钟，则此次测量的绝对误差△x ＝ __2转/分钟__ ，实际相对误差＝ %____ 27．指针偏转式电压表和数码显示式电压表测量电压的方法分别属于 ______ 测量和______ 测量。模拟，数字 28.在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是 ________ 和 ________ 。
RF噪声系数的计算方法
噪声系数的计算及测量方法 噪声系数(NF)是RF系统设计师常用的一个参数，它用于表征RF放大器、混频器等器件的噪声，并且被广泛用作无线电接收机设计的一个工具。许多优秀的通信和接收机设计教材都对噪声系数进行了详细的说明. 现在，RF应用中会用到许多宽带运算放大器和ADC，这些器件的噪声系数因而变得重要起来。讨论了确定运算放大器噪声系数的适用方法。我们不仅必须知道运算放大器的电压和电流噪声，而且应当知道确切的电路条件：闭环增益、增益设置电阻值、源电阻、带宽等。计算ADC的噪声系数则更具挑战性，大家很快就会明白此言不虚。 公式表示为：噪声系数NF=输入端信噪比/输出端信噪比，单位常用“dB”。 该系数并不是越大越好，它的值越大，说明在传输过程中掺入的噪声也就越大，反应了器件或者信道特性的不理想。 在放大器的噪声系数比较低的情况下，通常放大器的噪声系数用噪声温度(T)来表示。 噪声系数与噪声温度的关系为：T=(NF-1)T0 或NF=T/T0+1 其中：T0-绝对温度(290K) 噪声系数计算方法 研究噪声的目的在于如何减少它对信号的影响。因此，离开信号谈噪声是无意义的。 从噪声对信号影响的效果看，不在于噪声电平绝对值的大小，而在于信号功率与噪声功率的相对值，即信噪比，记为S/N(信号功率与噪声功率比)。即便噪声电平绝对值很高，但只要信噪比达到一定要求，噪声影响就可以忽略。否则即便噪声绝对电平低，由于信号电平更低，即信噪比低于1，则信号仍然会淹没在噪声中而无法辨别。因此信噪比是描述信号抗噪声质量的一个物理量。 1 噪声系数的定义 要描述放大系统的固有噪声的大小，就要用噪声系数，其定义为
实验一 常用电子仪器使用练习
实验一常用电子仪器使用练习、用万用表 测试二极管、三极管 模拟电子技术基础实验常用的电子仪器有： 1、通用示波器20MHZ 2、低频信号发生器 HG1021型 3、晶体管毫伏表：DA-16 4、万用表（500型）或数字万用表 5、直流稳压电源+12V、500mA 为了在实验中能准确地测量数据，观察实验现象，必须学会正确地使用这些仪器的方法，这是一项重要的实验技能，因此以后每次实验都要反复进行这方面的练习。 一、实验目的 （一）学习或复习示波器、低频信号发生器、晶体管毫伏表及直流稳压电源的使用方法。 （二）学习用万用表辨别二极管、三极管管脚的方法及判断它们的好坏。 （三）学习识别各种类型的元件。 二、实验原理 示波器是一种用途很广的电子测量仪器。利用它可以测出电信号的一系列参数，如信号电压（或电流）的幅度、周期（或频率）、相位等。 通用示波器的结构包括示波管、垂直放大、水平放大、触发、扫描及电源等六个主要部分，各部分作用见附录。YX4320型波器。 三、预习要求 实验前必须预习实验时使用的示波器、低频信号发生器，万用表的使用说明及注意事项等有关资料。 四、实验内容及步骤 （一）电子仪器使用练习 1、将示波器电源接通1至2分钟，调节有关旋钮，使荧光屏上出现扫描线，熟悉“辉度”、“聚焦”、“X轴位移”、“Y轴位移”等到旋钮的作用。 2、启动低频信号发生器，调节其输出电压（有效值）为1～5V，频率为1KHZ，
用示波器观察信号电压波形，熟悉“Y轴衰减”和“Y轴增幅”旋钮的作用。 3、调节有关旋钮，使荧光屏上显示出的波形增加或减少（例如在荧光屏上得到一个、三个或六个完整的正弦波），熟悉“扫描范围”及“扫描微调”旋钮的作用。 4、用晶体管毫伏表测量信号发生器的输出电压。将信号发生器的“输出衰减”开关置0db、20db、40db、60db位置，测量其对应的输出电压。测量时晶体管毫伏表的量程要选择适当，以使读数准确。注意不要过量程。 （二）用万用表辨别二极管的极性、辨别二极管e、b、c各极、管子的类型（PNP 或NPN）及其好坏。 1、利用万用表测试晶体二极管。 （1）鉴别正、负极性 万用表欧姆档的内部电路可以用图1-1(b)所示电路等效，由图可见，黑棒为正极性,红棒为负极性。将万用表选在R×100档，两棒接到二极管两端如图1-1(a)，若表针指在几KΩ以下的阻值，则接黑棒一端为二极管的正极，二极管正向导通；反之，如果表针指向很大（几百千欧）的阻值，则接红棒的那一端为正极。 （2）鉴别性能 将万用表的黑棒接二极管正极，红棒接二极管负极，测得二极管的正向电阻。一般在几KΩ以下为好，要求正向电阻愈小愈好。将红棒接二极管的正极，黑棒接二极管负极，可测量出反向电阻。一般应大于200KΩ以上。 2、利用万用表测试小功率晶体三极管 晶体三极管的结构犹如“背靠背”的两个二极管，如图1-2所示。测试时用R ×100档。
频谱分析仪中频带宽的设计
频谱分析仪中频带宽的设计 作者：何高楼、陈爽单位：中国电子科技集团公司第四十一研究所、电子测试技术国家重点实验室转载：国外电子测量技术发布时间：2008-01-15 引言 大多数接收机的中频频率是固定的，并在此频率上设计带通滤波器来抑制干扰、提高接收灵敏度。在某些宽带接收机中，中频的带宽需要根据实际应用情况进行调节，如多速率的宽带通信系统等，带宽必须和码元速率相匹配，过大或过小都会对接收机的性能产生很大的影响。频谱分析仪也不例外，只不过要求更高，中频带宽滤波器的设计直接关系到整机动态范围、频率分辩率、解调带宽以及功率测量准确度等关键技术指标。 1 设计原理 在某些特定的情况下，采用开关切换的方法是一种简洁而且适用的方法，但这只适用于带宽变化不多的场合下，比如4-5个以下。随着带宽数量的增加，这种方法就不再适用，其带来的最直接结果是电路变得异常庞大和复杂。 图1 同步调谐滤波器
频谱分析仪需要的中频带宽可能从几赫兹到几兆赫兹连续变化[2]。对于这些需求，采用程控带宽滤波器是比较简洁而且经济的方法。对于程控带宽滤波器来说，同步调谐滤波器是一种比较理想的解决方法。如图1所示：它由多级中心频率和Q值相等的谐振回路组成。各级之间通过FET高阻放大器缓冲隔离。单级的带宽由下式给出[1]： 通过改变串联电阻Rs可以降低整个谐振回路的Q值，从而改变带宽，它通常由PIN二极管构成。 这种电路结构有许多优点：调节方便；容许各级间的轻微不平衡；具有良好的脉冲响应特性；群时延变化较小；另外，这种拓扑结构的总Q值大于单级的Q值。 级联后的总带宽可用级联公式计算如下[1]： 式中，n为谐振回路的级数，为n级谐振后的电路总带宽，为单级谐振回路的带宽；如果采用4级级联谐振回路，通过式(2)可以算出单级带宽为总带宽的2.3倍。
频谱分析仪和信号分析仪有什么区别呢
频谱分析仪：测量在仪器的整个频率范围内输入信号幅度随频率进行变化的情况。其最主要的用途是测量已知和未知信号的频谱功率。可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。 信号分析仪：它一方面集成了频谱分析仪的功能，另一方面测量在仪器的中频带宽内输入信号在单一频率上的幅度和相位。测量信号更加丰富如振动信号、声学信号等。 频谱分析仪和信号分析仪这两个术语多数情况下可以相互使用。但用信号分析仪描述更贴切，可进行更全面的频域、时域和调制域信号分析。 我们通过比较两款典型的频谱分析仪和信号分析仪来更深入对定义的理解。 安捷伦Agilent35670a是一种有二通道或四通道（选件AY6）的FFT类型频谱分析仪。这种标准仪器可在直流至100KHz左右的范围内进行频谱、网络、时域及幅度域测量。 晶钻仪器CoCo-80X是新一代手持一体化的动态信号分析仪与数据采集仪。四至八个通道数，最高150dB的动态范围，102.4kHz的采样率，进行各类频谱分析、结构分析、倍频程分析与声级计、旋转机械阶次跟踪等。另外，它支持多种语言动态切换，有英语、中文、日文、法语和西班牙语。
从上面两款仪器比较我们可以了解，外观上台式频谱分析仪有20Kg，而手持式动态信号分析仪只有2Kg。信号分析仪从可操作性、便携性、功能上都具有明细的优越性。功能上来说，频谱分析仪主要对FFT频谱信息分析，起到信号调节的功能。而动态信号分析仪除了继承频谱分析功能外，增加了振动结构分析、声学分析、转子动力学分析等功能，这些功能都是在频谱分析功能基础上增加的分析功能。 杭州锐达数字技术有限公司是美国晶钻仪器公司中国总代理，负责产品销售、技术支持与产品维护，是机械状态监测、振动噪声测试、动态信号分析、动态数据采集、应力应变测试等领域的供应商，提供手持一体化动态信号分析系统、多通道动态数据采集系统、振动控制系统、多轴振动控制系统、三综合试验系统和远程状态监测系统等。
实验一 测量微带天线的工作带宽
实验一测量微带天线的工作带宽 1.实验目的 测量微带天线工作带宽 2.实验步骤 （1）开启矢量网络分析仪，连接线缆，频宽默认为全频宽 （2）进行仪器校准的准备，点击“MEAS”选择反射一栏，点击“CAL”进行校准（3）准备开路、短路、负载三个接口，按照仪器显示频显示要求步骤进行校准 （4）校准完毕后，连接天线。测试当S11模值在-30dB以下的工作频率范围 3.实验数据
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4. 实验数据分析 由上面的三幅图片可以得出本微带天线的中心频率为2.358 Ghz，工作频率范围为 2.28~2.42Ghz，工作带宽为0.14Ghz。 5.实验体会 虽然说射频实验只有短短的四次实验，但依然让我受益匪浅，通过听助教老师的讲解，然后在老师的帮助下我们自己动手操作测量并记录各种数据，使得我们对天线，压控振荡器，微波功率放大器的使用以及一些参数的测试有了比较浅的认识，使我们更加近距离的接触了这门课程。 测量微带天线的工作带宽的实验让我们学会了怎样测量微带天线的带宽，怎样对测量系统进行校准。虽然实验很简单但在实验过程中，我们还是有一些不明白的地方，比如测量前的校准就是一个卡，好在有助教老师的帮助使我们顺利完成了实验。我觉得在以后的实验中一定要事先认真阅读实验原理及步骤这样才能少走弯路。 这四个实验中我觉得相对较难的就是微波功率放大器的s参数的测量，因为对s参数的理论知识的不熟悉所以测量的时候有点迷糊，不知道看哪些参数。好在助教老师非常认真负责可以说能做到手把手教学，使我们的实验才得以继续进行下去。在实验的过程中我们渐渐明白了微波功率放大器的工作原理，再次巩固了实验仪器的调试校准能力。并且最后我们顺利完成了实验。 我觉得每次实验给我的体会就是，我们必须严谨的对待每次试验，一是，因为实验的仪器非常的昂贵助教老师为我们调试仪器非常辛苦，我们不能因为自己的粗心大意造成了经济上的损失还让老师辛苦的去测试更换仪器，还为后来的同学做实验带来不便。我们在做一项实验的时候就是因为试验箱的部分部件出故障而导致浪费了很多时间并且当时那节课还未完成实验。二是，每一次实验出错就有可能导致整个实验失败，影响实验效率浪费了时间。 黄隆2013141452146