射频常用仪器仪表的基本使用和注意事项
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附录1:
仪器贵重,请小心操作
本篇主要介绍射频常用仪器仪表的基本使用和注意事项,文中仪表实例基于公司现有
的通用仪表。如需要了解更详细的内容及使用方法,请与仪器管理员联系索取仪器使
用说明书。
一 、数字万用表:
1 、基本功能:
数字万用表作为硬件工程师最基本的仪表,可以测试直流 、交流电压 、电流;直流电
阻;二极管 、三极管的直流特性。有些数字万用表还可以测试电容值,但建议射频工
程师在测试射频用电容时请选用网络分析仪来测试。
2 、使用方法:
以FLUK 数字万用表为例:
面板如图所示:
A为液晶显示器,可以显示5位数字。测试结果直接从液晶显示器读出。12J为测试项目选择旋钮。可以旋转测试直流电压(DC VOLTAGE)、直流电流(DC
CURRENT)、交流电压(AC VOLTAGE)、交流电流(AC VOLTAGE)、直流电阻
(RESISTER)、二极管、三极管通断特性等
......FLUKE 87
A
BCDE
FGHI
J
KLMNK~N为4个插孔,M孔为接地孔(接黑色表笔)。K ,L ,N三个孔对应测试项目来分别选
择。(接红表笔)第一孔在测试大于10A电流时选择使用,第二孔在测试小电流小于
400mA时选择使用。测试电压和电阻时选择使用N孔即可。
测试时,根据需要测试的项目通过旋转J选择测试档,把表笔插在对应的孔位。使用红
黑表笔测试项目对应两端点,就可以从液晶显示器上读出测试结果(包括单位)。
例如:测试一个通路的直流电流大小。首先计算出大概的电流范围,假设在1~10mA之
间。旋转J到直流电流测试档(mA/A—),然后把黑表笔插在M处(COM),红表笔
插在L处(mA/uA)。把红表笔另一端点到测试单元的电流输出端,黑表笔的另一端点
到测试单元的电流输入端。在A处会显示测试结果XXXmA,即被测试通路通过的电流
值。
3、注意事项:
1、使用时一定要把选择旋钮旋转到正确的位置
2、一定要把表笔插入对应的孔位
二、数字示波器:
1、基本功能:
数字示波器是一种时域测试、分析仪器,通过测试测试点的电压-时间响应来分析该处
信号的正确性。因为它利用信号的周期特性而保证信号能稳定的显示在屏幕上,所以
测试点的信号需要是周期信号。另外,示波器的频带宽度和接收信号强度有限,只能
测试常用的信号。对于射频信号和电压幅度很小的信号可能因为以上原因而无法测
试,就需要使用其他的仪器来完成测试。
2、使用方法:
以HP54600B为例分析:
面板如图所示:
A为示波器的显象管显示输出测试波形,可以使用标有类似如¤符号的旋纽来调节示
波器的显示亮度。E(1X)、F(2Y)、G(3Z)为示波器的探头输入端,其中G端只
能作为触发端使用,不能作为一个单独的测试通道。E、F可以单独进行测试,并且可
以设定任何一路作为触发源,让另一端与之同步。测试前准备好测试设备及所需要的
测试点,测试点要求与示波器探头能接触牢固。使用时将示波器探头可靠的连接到被
测试点,选定一路输出作为触发源(如CHANNA 1)。轻按J处的SOURCE按键,在显
示器的M处将会出现一级菜单。在菜单选项下的位置上即M处有相应的按键,轻按相
应按键,就选中该项。对于我们的例子来说,我们可以轻按“1
”下面的按键,就可以HP54600B
ABC
D
EFGH
IJ
KL
M设定触发源为第一路(CHANNA 1)。调节H(LEVEL)按纽,在显示器第一路波形
处将会出现一条水平线,线上标记“LEVEL”字样。随作H按纽的转动,该水平线将
会上下相应滑动。调节H,让水平线停留在波形的中间部分(如果该波形的上升时间
很长的话,可以考虑使用下降沿触发)。根据波形的大概周期,调节I(HOLD OFF)
旋纽,使得HOLD OFF值比波形周期稍微偏小。此时显示器上的波形应该稳定的显示
出来,如果还不稳定的话,需要配合微调LEVEL 、HOLDOFF旋纽,使得显示器上波
形稳定输出。
基本波形出来后,就可以根据测试者需要的测试重点,通过其他的设置突出每一个测
试项。常用的设置按纽功能及使用方法如下:
MEASURE:对应有三个单独的按键,位于B处。可以测试波形的常用幅度
VOLTAGE特性(包括峰值电压、平均电压等),可以测试波形的常用时域TIME特性
(包括频率、周期等),可以测试任何设定的两点的幅度及幅度差、时间差等。
SAVE/RECALL:对应有两个单独的按键,位于B的下方。可以存储当前波形,与后面
要测试的波形作比较。
STORAGE:对应有四个单独的按键,位于C处。可以对当前的波形进行停止和激活操
作,用于长时间的分析数据而防止数据的抖动。在本区域还有AUTOSTORE
ERASE两个键。当按下AUTOSTORE键时,后面的输出波形将会互相重叠,而不会被
刷新。ERASE键用来对此种波形的手动刷新。可用于分析波形的抖动情况。
VERTICAL:对应有一些按键和旋纽,分为1、2通道。是用来调节波形幅度的大小和
在显示器上下位置的,同时也有通道开关功能等对通道控制功能。还可以通过按键
“+/-”来对两通道信号做加减运算。
HORIZONTAL:对应有一些按键和旋纽。用来调节时间域宽度和显示启始位置的(时
间延迟)。可以通过该部分的调节,从时域上展宽波形及在显示器上水平方向滑动波
形,观察一个周期内不同时域位置的细致波形。
3、注意事项:
根据各种型号示波器的不同规定,测试点的电压幅度不能超过规定的幅度范围。
在测试小信号时,尽量在最近的地方接地,并缩短接地线长度。
三、频谱分析仪:
1、基本功能:
频谱分析仪是高频工程师不可缺少的工具。它可以通过测试高频频率谱密度来分析射
频信号的功率、频谱宽度等信息。2、使用方法:
以HP8594为例分析其使用方法。
面板如图所示:
根据测试的信号的功率大小,选择是否需要增加外置衰减器。然后依
次设定工作频率(FREQUENCY)、扫描带宽(SPAN)、频谱仪射频口输入最大信号
电平(RF LEVEL )、分析带宽(RB)、视频带宽(VB)、扫描时间(SWEEP
TIME)等。
FREQUENCY 为被测设备的工作带宽内的中心频率,或者是分频段测试时定义的中心
频率,标志在频谱仪的横轴中心位置。
SPAN 为测试带宽,以FREQUENCY为中心,频谱仪的横轴扫描宽度为SPAN。
RF LEVEL 信号输入电平值。不加衰减器时,通常设定为信号的最高电平值,表示频
谱仪显示电平的最大值。加衰减器时可以按照频谱仪的输入值来设置。通常可以设定
为最大值,然后根据实际的显示幅度来调整,上下移动显示频谱,直至达到最满意的
显示位置。
RB 根据被测信号的带宽设置分析带宽,一般分析带宽略大于信号实际带宽。为频谱仪
接收机的通带带宽。
VB为频谱仪的视频输入带宽。
SWEEP TIME 为频谱仪的扫描刷新时间,可以扑捉暂态信号的频率响应。
3、注意事项:
输入信号功率必须小于频谱仪的输入允许功率,当接大功率的信号是务必加上衰减
器。
四、单载频信号源:
1、基本功能:
提供连续的单载频信号输出,放大器、滤波器等被测设备提供信号源。
2、使用方法:
以HP8657B为例分析
面板如图所示:HP8594E如图所示,B、C 等两区为显示区,B显示输出信号的频率值,C显示输出输出信号的
功率值。根据需要的信号,设置信号的输出频率,可以按键F,然后通过N处的小键盘
直接输入所需要的频率值,在U处选择频率单位。设置完频率值后在B处就会显示出当
前的输出频率。同样,可以按A键,然后通过N处的小键盘和U处的单位可以完成信号
输出功率的设置。该信号源还可以设置调频和调幅信号输出,只需要在M处做相应的
设置即可。
3、注意事项:
不可在信号输出口接直流电源和大功率信号。
五、数字信号源:
1、基本功能:
根据各种调制需要输出预先设置的各类信号,作为接收机的模拟输入信号源,调试接
收机。
2、使用方法:
以R/S公司的SME03为例分析。
R/S公司的SME03信号源提供调频、调幅、GFSK、GMSK等调制方式。仪器设置使用
菜单式结构。在主菜单有频率(FREQUENCY)、功率(LEVEL)、调制方式、等,
根据需要设置频率和功率电平。在调制方式菜单中可以选择调幅和调频。目前无线通
信协议大多采用调频方式。在调频方式下面可以选择GFSK、GMSK、QPSK等调制方
式。根据不同的系统的调制方式,选择相应的调制方式。在相应的调制方式菜单下面
一级菜单下可以选择相应的参数。包括调制度、调制数据类型、频带宽度等信息。根
据系统的要求选择相应的参数,设置就基本完成。正确连接好仪器后就可以使用了。
在仪器的右下方有一个键ON/OFF。是用来开关射频信号输出的,使用时轻按该键,在
显示器上的RF OFF将会消失,射频信号就已经输出。
在仪器的右下方还有一个HELP键,如果对设置有不了解的地方可以通过轻按该键获得
帮助信息。
3、注意事项:
在使用该仪器前请开机一定时间,等待仪器内振荡器稳定后在使用。
不可在信号输出口接直流电源和大功率信号。
六、任意波形发生器:
1、基本功能:
提供低频各种类型输出波形信号,包括正弦波、方波、锯齿波等信号。
2、使用方法:
以HP33120A为例,仪器面板显示器下方有两行按键。通过第一行按键可以设置输出波
形类型。在按键上标注有各种波形形式,根据需要直接轻按相应的按键即可。通过第
二行按键可以设置输出频率、信号幅度、幅度的偏移(OFFSET)等。仪器的右方有两HP8657B
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