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2025/10
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是德科技N5182A MXG矢量信号发生器双音测试方法和注意事项

最近有人咨询草莓污视频下载关于草莓污视频下载测试科技N5182A信号源双音测试的的方法,今天就详细的给大家讲下。

双音测试主要用于评估射频元器件(如功率放大器、混频器等)的线性度和非线性失真。通过观察两个频率相近、幅度相等的正弦波(双音信号)通过被测设备后产生的互调失真产物,可以计算出关键指标如三阶交调截断点(IP3)。

基本原理: 当两个频率为 f1 和 f2 的纯音信号通过非线性器件时,会产生新的频率分量,即互调失真。其中,三阶互调失真(IMD3) 分量(2f1 - f2 和 2f2 - f1)由于距离原始信号最近,难以被滤波器滤除,对系统性能危害最大,因此是测试的重点。

安捷伦N5182A

N5182A 双音测试使用方法

N5182A 可以通过两种主流方法生成双音信号:基带生成法和射频合成法。

方法一:基带生成法(推荐,精度高)

这种方法使用仪器的内部基带发生器(ARB)来生成一个包含两个正弦波的数字波形文件,然后通过DAC和调制器上变频到射频频率。这是最准确、最灵活的方法。

步骤:

连接与开机:

正确连接N5182A到被测设备,必要时在输出端接入衰减器以保护仪器和被设备。

打开N5182A电源,等待自检完成。

复位仪器: 按下 Preset 键,将仪器恢复到已知的默认状态。

选择基带模式:

按下 Mod 键,确保调制功能处于 On 状态。

按下 IQ 键,进入IQ设置菜单。确保 IQ Modulator 为 On。

按下 Baseband 键,进入基带设置。

载波设置:

按下 Frequency 键,输入你希望的双音信号的中心频率。例如,如果双音是 1GHz 和 1.001GHz,则中心频率设为 1.0005GHz。

按下 Amplitude 键,设置所需的输出功率电平。注意: 初始设置时功率不宜过大,建议从较低功率(如 -20 dBm)开始。

创建双音波形:

在 Baseband 菜单中,选择 Arbitrary Waveform 或 ARB。

选择“新建”或“编辑”一个波形。

你需要通过外部软件(如是德科技的 Signal Studio 软件,或使用 MATLAB/Python 生成)创建一个双音波形文件(.wav 或 .seq)。

波形生成原理: 在软件中生成两个频率分别为 f1 - f_center 和 f2 - f_center 的正弦波(即相对于中心频率的基带频率),然后将它们相加。例如,对于中心频率1.0005GHz,f1=1GHz,f2=1.001GHz,则基带频率为 -500kHz 和 +500kHz。

将生成的波形文件保存到U盘,然后插入N5182A前面的USB口。

在N5182A的ARB菜单中,选择“加载波形”,从U盘中选择你创建的双音波形文件。

播放波形:

加载成功后,选择“播放”该波形。

确保 ARB State 设置为 On。

验证信号:

使用频谱分析仪连接到N5182A的输出端口。

你应该在频谱仪上看到两个幅度相等、间隔为 |f1 - f2| 的纯净信号。


方法二:射频合成法(快速,但有局限性)

这种方法利用N5182A的列表扫描(List Sweep)或双CW模式来快速生成双音信号。

使用列表扫描模式:

Preset 仪器。

按下 List 键。

编辑列表: 创建一个包含两个点的列表。

点1:频率 = f1,功率 = P,驻留时间 = 无限大。

点2:频率 = f2,功率 = P,驻留时间 = 无限大。

触发设置: 将触发模式设置为“自动”或“连续”。

运行列表: 启动列表扫描。仪器会同时输出这两个频率的信号。

注意: 这种方法本质上是通过快速切换(在射频域合成)来产生双音,其纯度和准确性不如基带生成法,可能会引入额外的相位噪声或切换杂散,但对于要求不高的测试是可行的。

双音测试步骤(以测试功率放大器IP3为例)

搭建测试系统: N5182A -> 衰减器(可选)-> 被测功率放大器 -> 衰减器(必须,保护仪表)-> 频谱分析仪。

生成双音信号: 使用上述方法一在N5182A上生成双音信号,设置一个较低的初始输入功率。

测量基础功率: 在频谱分析仪上读取两个主音(f1, f2)的功率 P_out_fundamental (dBm)。

测量三阶互调失真: 在频谱分析仪上读取两个三阶互调产物(2f1-f2, 2f2-f1)的功率 P_out_IMD3 (dBm)。

计算OIP3:

OIP3 (dBm) ≈ P_out_fundamental (dBm) + ΔP / 2

其中 ΔP (dB) = P_out_fundamental - P_out_IMD3

扫描功率: 逐步增加N5182A的输出功率,重复步骤3-5,绘制IP3随功率变化的曲线,观察压缩点。


重要注意事项

输出功率与衰减器:

绝对禁止在未接衰减器的情况下,将N5182A的输出直接连接到有源器件(如功率放大器)的输入端,反射或泄漏的功率极易损坏N5182A昂贵的输出级。

在被测设备的输出端和频谱分析仪的输入端之间,也必须使用足够功率容量的衰减器,以保护频谱分析仪。

信号纯度:

基带生成法 是获得高纯度、低相位噪声双音信号的最佳选择。

使用射频合成法时,要注意仪器的相位噪声和切换杂散可能会影响IMD3的测量精度。

电平精度:

在设置功率时,考虑连接线缆和接头的损耗。如果要求精确,建议使用功率计进行校准。

预热与校准:

仪器开机后需要预热一段时间(通常30分钟)以达到稳定的工作状态,再进行精确测量。

定期对仪器进行校准,以确保其幅度和频率的准确性。

阻抗匹配:

确保整个测试系统阻抗匹配良好(通常是50欧姆),失配会引起反射,导致功率测量不准确并可能产生额外的失真。

频谱分析仪设置:

确保频谱分析仪本身的失真足够低,不会影响测量结果。可以通过直接将双音信号输入频谱仪并观察其IMD3来验证。

设置合适的分辨率带宽(RBW)和视频带宽(VBW)以准确分辨出主音和互调产物。

对于严谨的双音测试,强烈推荐使用 基带生成法(方法一)。它虽然步骤稍多,但能提供最可靠的测试信号。在整个过程中,安全第一,妥善使用衰减器是保护昂贵测试设备的关键。

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