频谱仪的使用方法.doc

第一章 频谱仪的使用

仪器仪表的使用

第一章
频谱仪的使用

F 快速指南
F 测量实例
F 按键功能

目 录

一：MS2711B频谱分析仪 2
第1节 ：概述 2
第2节 快速启动指南 9
第3节 按键功能 20
第4节 基本测量 28
第5节 测量的例子 37
第6节 预放 49
第7节 跟踪信号发生器 51
第8节 软件工具 55
二：AT5011频谱分析仪使用方法 60
1、目的 60
2、适用型号 61
3、功能 61
4、特点 61
5、应用 61
6、应用场合 61
7、其它说明 61
8、仪器操作使用方法 62
三：hp频谱分析仪使用方法 64
1．目的 64
2．功能 65
3．常用键功能介绍 65
4、应用 65

一：MS2711B频谱分析仪
第1节 ：概述

前言

这一章主要介绍安立公司手持式频谱仪MS2711B（频率范围从100KHz到3GMHz）的性能、技术条件、选件、维修和所需的校准。在本手册中，这台仪器被称为Anritsu HHSA。

说明

Anritsu HHSA是一台手持式综合频谱分析仪，可以快速提供精确的测量结果。通过使用主要的仪器功能：Frequency、Span、Amplitude和Bandwidth等可以很容易地进行测量。
自动记录测量时间的数据最多可保存200个，同时可以调用10个测量设置。一个大的、高分辨率，液晶显示（LCD）使我们很容易在各种光线下观察测量显示。Anritsu HHSA 在充满电的情况下，可连续工作1.5到2.小时，还可用12.5V的直流供电。
Anritsu HHSA可用于监视、测量和分析信号环境。典型的测量包括带内干扰、发射频谱分析、天线隔离和区域干扰，并能够在整个测量范围进行标记，例如：峰值、中心频率、频率间隔等，完成对显示信号的测量。多种限制线可用于快速判断通过/失败的测量。当超过限制值时，可选择菜单设置打开蜂鸣器。为满足光线不足环境中的使用，利用前面板按键可点亮LCD背景。

标准附件

安立软件工具，基于PC的程序软件，提供一个在线数据记录以存储测量数据。软件工具也能够将Anritsu HHSA的显示转换为微软Windows95/98/NT4/2000/ME/XP系统下的图形。存储在Anritsu HHSA内部存储器中的测量数据可利用串行电缆下载到PC机。一旦存储，图形的轨迹、标尺、标记及限制线都可显示。以往的图形可用当前的数据覆盖。
基本的数据可以被分离出来在表格中使用或用于其他的分析任务。

下列标准附件在MS2711B中提供：
l 软件包
l AC-DC变换器
l 12V直流适配器
l 包含软件工具程序的CD-ROM
l 串行接口电缆
l 可充电镍锌电池
l 担保证书
l 用户指南

选件

l 选件5 RF功率计功率指示器（不包括射频检波器）
l 选件8 20dB预放 1MHz~3GHz
l 选件20 跟踪信号发生器 10MHz~3GHz

打印机

l 2000-766 HP Deskjet Printer,with interface Cable,Black Print Cartridge,
and U.S Power Cable
l 2000-753 Serial-to-Parallel Converter Cable
l 2000-661 Black Print Cartridge
l 2000-1207 Rechargeable Battery Pack for HP 350 deskjet
l 2000-663 Power Cable (Europe) for Deskjet Printer
l 2000-664 Power Cable (Australia) for Deskjet Printer
l 2000-665 Power Cable (U.K.) for Deskjet Printer
l 2000-667 Power Cable (So.Africa) for Deskjet Printer
l 2000-1008 Sieko DPU-414-30BU Thermal Printer with internal
Battery,Thermal Printer Paper, Serial Cable, Power Cable
l 2000-755 Five rolls of Thermal Printer
l 2000-1002 U.S. Adapter for Seiko DPU-414-30B
l 2000-1003 Euro Adapter for Seiko DPU-414-30B
l 2000-1194 Japan Adapter for Seiko DPU-414-30B
l 2000-1004 Battery Pack Adapter for Seiko DPU-414-30B
l 2000-1012 Serial 9-pin male to 9-pin female cable for Seiko DPU-414-30B
l 2000-1046 Serial-to-Parallel Converter Cable w/DIP switch labeling,36-pin
female Centronics to DB25 female

可选附件

下表为可选附件
部件代号 名称
5400-71N50 RF Detector, N (m) , 50ohm, 1 to 3000MHz
42N50A-30 Attenuator,30dB ，50Watt, bi-directional
15NN50-1.5C Test Port Cable Armored,1.5 meter, N (m) to N (m), 6GHz
15NN50-3.0C Test Port Cable Armored,3.0 meter, N (m) to N (m), 6GHz
15NN50-5.0C Test Port Cable Armored,5.0 meter, N (m) to N (m), 6GHz
15NNF50-1.5C Test Port Cable Armored,1.5 meter, N (m) to N (f), 6GHz
15NNF50-3.0C Test Port Cable Armored,3.0 meter, N (m) to N (f), 6GHz
15NNF50-5.0C Test Port Cable Armored,5.0meter, N (m) to N (f), 6GHz
15ND50-1.5C Test Port Cable Armored,1.5 meter, N (m) to 7/16 DIN (m), 6GHz
15NDF50-1.5C Test Port Cable Armored,1.5 meter, N (m) to 7/16 DIN (F), 6GHz
800-109 Detector Extender Cable, 7.6m (25ft.)
800-110 Detector Extender Cable, 7.6m (50ft.)
800-111 Detector Extender Cable, 7.6m (100ft.)
800-112 Detector Extender Cable, 7.6m (200ft.)
510-90 Adapter 7/16 (f) to N (m), 3.5GHz
510-91 Adapter 7/16 (f) to N (f), 3.5GHz
510-92 Adapter 7/16 (m) to N (f), 3.5GHz
510-96 Adapter 7/16 DIN (m) to 716 DIN (m), 3.5GHz
510-97 Adapter 7/16 DIN (f) to 716 DIN (f), 3.5GHz
1091-26 Adapter, DC to 18 GHz, 50ohm, N (m)-SMA (m)
1091-27 Adapter, DC to 18 GHz, 50ohm, N (m)-SMA (f)
1091-172 Adapter, DC to 1.3 GHz, 50ohm, N (m)-BNC (f)
34NN50A Precision Adapter, DC to 18 GHz, 50ohm, N (m)-N (m)
34NFNF50 Precision Adapter, DC to 18 GHz, 50ohm, N (f)-N (f)
61N50 RF SWR Bridge, 10-2500MHz, 50ohm, N (m)
61NF50 RF SWR Bridge, 10-2500MHz, 50ohm, N (f)
1030-86 Band Pass Filter, 800MHz band, 806-869MHz, RL=1.7dB, N (m)-SMA(f)
1030-87 Band Pass Filter, 900MHz band, 902-960MHz, RL=1.7 dB, N (m)-SMA(f)
1030-88 Band Pass Filter, 1900MHz band, 1.85-1.99GHz, RL=1.8 dB, N (m)-SMA(f)
1030-89 Band Pass Filter, 2400MHz band, 2.4-2.5GHz, RL=1.7 dB, N (m)-SMA(f)
12N50-75B Matching Pad, converts 75 ohm to 50 ohm, 7.5 dB loss
48258 Spare Soft Carrying Case
40-115 Spare AC/DC Adapter
806-62 Spare Automotive Cigarette Lighter/12VDC adapter
800-441 Spare Serial interface Cable
551-1691 USB to Serial adapter
760-215A Transit Case for Anritsu Hand Held Spectrum Analyzer
633-27 Rechargeable Battery ,MiMH
2300-347 Anritsu Hand Held Spectrum Analyzer Software Tool
10580-00074 Anritsu HHSA User’s Guide, Model MS2711B
10580-00071 Anritsu HHSA Programming Manual , Model MS2711B
10580-00072 Anritsu HHSA Maintenance Manual , Model MS2711B
2000-1029 Battery Charger (NiMH), with Universal Power Supply
2000-1030 Portable Antenna, 50ohm, SMA (m) , 1.71-1.88G Hz
2000-1031 Portable Antenna, 50ohm, SMA (m) ,1.85-1.99G Hz
2000-1032 Portable Antenna, 50ohm, SMA (m) ,2.4-2.5GHz
2000-1034 Portable Antenna, 50ohm, SMA (f) ,902-960MHz
2000-1200 Portable Antenna, 50ohm, SMA (m) ,806-869MHz
2000-1035 Portable Antenna, 50ohm, SMA (m) ,902-960MHz
70-28 Headset

技术指标

表1-2列出了Anritsu HHSA的技术指标，没有特别说明，这些指标是在常温下开机预热5分钟获得的。这些典型值仅供参考，不做担保。
参数名称 技术指标
频率
频率范围 100KHz~3GHz
参考频率
漂移 ±1ppm/一年
精度 ±2ppm
频宽 在1KHz~3GHz范围，步进为1、2、5，选择自动方式
扫描时间 全频段大于等于6.5秒；频宽为0时510ms
单边带相位噪声 -75dBc/Hz 偏离中心频率30KHz
杂波响应
相关输入 ≤-45dBc
杂波
边带响应 ≤-90dBc，≥500KHz
分辨带宽
选择性 10KHz、30KHz、100KHz、1MHz
精度 ±20% 典型值
视频带宽
选择性 从100Hz到300KHz，步进为1-3序列
幅度
测量范围 +20dBm到-95dBm（不带选件）
最大输入电平 +23dBm
±50VDC
显示平均噪声电平 ≤-115 dBm（打开预放，≥1MHz的典型值）
≤-95 dBm（关闭预放，≥500KHz的典型值）
≤-80 dBm（关闭预放，<500KHz的典型值）
动态范围 >65 dB
整机电平精度 ±2 dB ≥500 KHz的典型值*
±3 dB <500 KHz的典型值*
*对于输入信号电平≥-60 dBm，
在50MHz@-30 dBm时，精度为±1 dB
幅度单位
对数刻度方式 dBm/m，dBV/m，dBmV/m，dBµV/m
显示范围 2-15 dB/每格，步进1 dB，显示10格
衰减器 范围：0-50 dB，对于参考电平可选择手动或自动耦合，分辨率为10 dB步进
显示器
类型 带背光的单色LCD
分辨率 640X480
标记方式 标准
延迟
标记峰值
标记中心频率（M1到M4）
标记波谷（M5和M6）
存储器
线迹存储 200条
设置存储 10个设置
输入
射频输入 50Ω
连接器 N型，阴
射频输入VSWR 2.0:1
RS232接口
类型 空号方式
波特率范围 9600，56K，115200波特
打印机接口
驱动 参考2-20页
跟踪信号发生器
频率
范围 10.0MHz到3.0GHz
分辨率 5.0KHz
跟踪偏离范围 ±5MHz
输出
输出电平功率 0到-60 dBm
分辨率 0.1 dB
绝对电平精度 ±1.5 dB，0到-40 dBm，±4.0 dB，-40 dBm到-60 dBm，
输出跟踪VSWR <2.0:1，<0 dBm；<1.5:1，<-12 dBm
谐波 ≤-20 dBc
非谐波 ≤-20 dBc
测量范围 +20到-90 dBm（>10MHz）
预放
频率
范围 1.0MHz到3.0GHz
幅度
增益 20 dB，1.0MHz到3.0GHz
测量范围 -25 dBm 到-115 dBm（预放打开）
最大输入电平 +13 dBm
±50VDC

显示平均噪声电平 ≤-115 dBm（1.0MHz到3.0GHz）
一般特性
体积 10x7 x 2.4英寸
2.54 x 17.8 x 6.1厘米
重量 基本模块：4.5磅（2.02Kg）包括电池
带所有选件：4.9磅（2.2Kg）包括电池
电源 镍锌电池 10.8V 1800mA
外部直流输入：12.5V到15VDC 1100 mA
温度 工作温度：0~50℃
存储温度：-20~75℃
电磁兼容安全 满足欧盟对于第一类便携式设备的要求EN61010-1

预防性维护

Anritsu HHSA的保养包括设备的清洁和检查，仪器上射频连接器和所有附件的清洁。
请选用柔软面料浸水或中性液体清洁。
注意：为避免显示器或机箱损坏，不要使用易腐或磨损的物质清洁

检查测试端口电缆。从外表观察测试端口电缆均匀，没有伸长、弯曲、凹陷或断裂。
校准
开机时，Anritsu HHSA装载出厂校准数据，不需要每日的校准检查。

周检
尽管Anritsu HHSA不需要每日的校准，安立公司通过当地的安立服务中心推荐每年一次的校准和性能测试。安立服务中心见表1-3所列。

ESD告警
MS2711B同其它高性能仪表一样，对ESD危害很敏感。通常由同轴电缆和天线产生静电，通过与MS2711B的连接放电，从而危害到MS2711B的输入电路。MS2711B操作者了解潜在的ESD危害并要采取所有的预防措施。操作者应该执行JEDEC-625（EIA-625）、MIL-HDBK-263和MIL-STD-1686等有关ESD、ESD设备等的工业标准。在实际应用当中，最好在连接电缆和天线到MS2711B以前释放静电，最简单的方法是在要连接的电缆及天线上临时连接一个开路或短路器。同时记住，操作人员也有可能携带静电引起危害，使用中严格遵循上述标准以确保人员和设备的安全环境。

第2节 快速启动指南
简介
本章简要介绍了安立MS2711B HHSA频谱仪。这章的目的是将做基本测量的启动程序介绍给用户。至于更多详细的资料，用户可参照第三章“按键功能”或第四章“测量基本原理”。
首先打开MS2711B
安立MS2711B是一种特殊设计的既轻便又可用电池启动的仪表。它可用于各种场合，而且满足使用时灵活方便的要求。在电池充满电时，仪表可连续工作两个半小时。内在能量保存可使电池每天工作八个小时。
MS2711B也能使用12.5伏交流电源（同样需要更换电池）。使用AC-DC转换器（P/N 40-115）或12.5Vdc Automotive Cigarettr Lighter Adapter（P/N 806-62）也能满足要求。它们包含在第一章的标准附件中。
在前面板上按ON或OFF。大约5秒钟后，频谱仪会显示自检程序，接着屏幕上会出现Amritsu的标志、设计图编号以及公司产品的版本。之后屏幕提示按“ENTER”键继续。
现在，频谱仪开始工作。不用再按其它键或进行安装了。有关用频谱仪做测量的信息，请参考2-15页的“基本测量”。关于进一步的应用，请参考第四章的“测量基本原理”，第六章的“前置放大器”和第七章的“跟踪发生器”。
面板概要
对于要触摸的Anritsu HHSA面板操作菜单，用户几乎不用培训就能使用。面板上的硬键用来设置特定功能菜单。所设置的四个功能硬键是Mode，Frequency/Span，Amplitude和Bandwidth/Sweep。它们位于面板的下方。
有17个键盘硬键位于面板的右边，其中有12个键具有双重功能，要依据当时的操作方式而定。双重功能键功能分别用黑色和兰色表示。
6个软键根据当时的选择方式可改变功能，而此时，面板右边显示出软键处在活跃功能区。下面图中列出了不同键的位置。
显示观察
图2-3为MS2711B显示的按键信息区。
图2-3 显示观察
图2-4到2-7为菜单结构和每个菜单的软键标签选择，详情参照第三章-按键功能。
图2-4 频谱仪和功率计模式。
图2-5 跟踪信号发生器模式。
图2-6 键盘硬键菜单分布。
图2-7键盘硬键菜单分布（续）。
测试面板连接器
下面将列出和描述测试面板上的连接器和指示器。
12.5-15VDC 直流或充电电池为设备供电
（1100mA） 输入的是12.5到15VDC@1100mA。
警告
当使用AC-DC转接头时，一定要使用两个由三道坚固钢丝绳做线圈而且连在一起的电源插座。如果没有接地装置，一旦给仪器供电时，就容易发生危险和被电击。
Battery Charging：指示灯显示电池正在充电，电池充满电后，指示灯会自动关闭。
External Power：指示灯显示外部正给仪表供电。
Headphone Jack：允许连接为监听AM/FM解调的音频耳机。
Serial Interface：RS232 DB9接口也可连接到个人计算机上（需要使用安立软件工具）。也为打印机提供串行接口。
RF In：50Ω射频输入端。
RF Out：50Ω射频输出端。
RF Det：RF检波器为功率监视器输入数据。
Battery Compartment：容纳部分型号为633-27的电池。先打开，再逆时针旋转机件1/4圈，拉出并移动电池舱门，接着就可以换电池了。禁止违反程序换电池。
频谱分析测量
需要的设备
·频谱仪MS2711B。
·测试电缆，安立15NNF50-1.5C。
选择频谱分析方式
1． 按ON/OFF键。
2． 按“MODE”，用上/下键选择频谱分析方式，按“ENTER”确认。
做一个测量
1． 将输入电缆接到RF IN测试口。
2． 输入频率、频宽以及幅度并显示需要的信号。
选择频率
1． 按FREQ/SPAN键显示频率菜单。
2． 按“CENTER”键，输入中心频率值，按GHz，MHz，KHz或Hz确认。或为了设置一个具体的频段，按“START”输入频段上限，按GHz，MHz，KHz或Hz确认。按“STOP”输入频段下限，按GHz，MHz，KHz或Hz确认。
选择频宽
1) 按FREQ/SPAN键显示频率菜单。
2) 按“SPAN”键显示频宽菜单。
3) 输入频宽值，，按GHz，MHz，KHz或Hz确认。或为了全频段扫描，选“FULL”，可忽略前面的START和STOP的频率设置。或为了单点测试，可选择“ZERO”按键。
注意事项：为了迅速改变频宽值，选择SPAN UP1-2-5或SPAN DOWN 1-2-5。
选择幅度
1． 按“AMPLITUDE”。
2． 按“UNITS”，并选择需要的值，按“BACK”返回到幅度菜单。
3． 按REF LEVEL，用上/下键或从键盘直接输入需要的值，按ENTER键确认。
4． 按SCALE，用上/下键或从键盘直接输入需要的值，按ENTER键确认。
注意：按ATTEN键，选自动耦合衰减器，参考电平会滤除谐波和噪声。要了解更多的信息，请参照4-3页的衰减器功能。
选择带宽参数
RBW和VBW都可以通过自动和手动方式耦合。RBW的自动耦合器将RBW连接到宽带上，这样，带宽越宽，RBW也越宽。自动耦合器在显示器中被指定为RBWXXX。当进行RBW手动耦合时，亦能独立调整带宽。人工耦合在显示器中被指定为RBW*XXX。
VBW的自动耦合将VBW耦合到RBW上。那样，RBW越宽，VBW也就越宽。自动耦合器在显示器中被指定为RBWXXX。当对VBW进行人工耦合时，亦能独立调整RBW。人工VBW耦合在显示器中被指定为VBW*XXX。
1． 按BW/SWEEP。
2． 选择分辨带宽，按RBW键。
3． 选择自动方式，按AUTO键，或按MANUAL键，并用上/下键选择分辨带宽，按ENTER键确认。按BACK键返回到带宽菜单。
4． 选择视频带宽，按VBW键。
5． 选择自动方式，按AUTO键，或按MANUAL键，并用上/下键选择视频带宽，按ENTER键确认。
选择扫描参数
最大值保持
最大值保持或消除，按MAX HOLD，显示出经过多次扫描过的输入信号。
检波方式
每一个显示点代表由一种检波方法合成的一些测量数据。测量数据的每一个显示点都受到频宽和RBW的影响。三个有效的检波方法分别是：正峰值、平均值和负峰值。正峰值显示所有测量的最大值，是通过显示点连接而成的。平均值显示所有测量的平均值，负峰值显示所有测量的最小值。
要设置检波方法，按DETECTION键，选择POSITIVE PEAK，AVERAGE或NEGATIVE PEAK。
扫描平均
为了减少噪声的影响，扫描平均可以使几次扫描结果平均化，而且排除个别扫描结果，显示出平均值。
要设置平均扫描次数，按AVERAGE（1-25），选择需要的次数，按ENTER键确认。
注意：最大保留和平均值是互斥的。
调节标记
1． 按MARKER，调出标记菜单。
2． 按M1选择M1标记功能。
3． 按EDIT，选择适当的值，按GHz，MHz，KHz或Hz确认。按ON/OFF键，启动或消除M1标记功能。
4． 按BACK返回到标记菜单。
5． 标记M2，M3，M4，M5和M6，重复上述步骤。
调节限制线
MS2711B提供两种限制线，一种是水平线，一种是分割线。
调节单一限制线
1． 按LIMIT。
2． 按SINGLE LIMIT。
3． 按EDIT。
4． 用键盘或上/下键输入数值。
5． 按ENTER确认。
单一限制线无论是上限还是下限，都很容易确定。
定义上限线
如果信息显示ABOVE界定线，那么上限线就会出现在测量失败处。
按BEEP AT LEVEL，如果需要，窗口会显示：如果信息显示超越限制线，失败。
定义下界定线
如果信息显示BELOW界定线，那么下限线就会出现在测量失败处。
按BEEP AT LEVEL，如果需要，窗口会显示：如果信息显示低于限制线，失败。
调节分割界限
分割界定线被分开确定为5个上界定分割线和5个下接到分割线。这使得显示屏变得特别清晰。
一个界定线的分割是由它的终点决定的，那就是起始频率，起始幅度，截止频率和截止幅度。这一程序描画出两个界定分割线。这一步被执行时可超越除下界定分割线外的其它上界定分割线。
1． 按LIMIT。
2． 按MULTIPLE UPPER LIMITS。
3． 按SEGMENT。
4． 按EDIT，窗口会显示分割端点：ST FREQ，AT LIMIT，END FREQ，END LIMIT。这些参数会变亮。第一次按EDIT键，ST FREQ参数变亮。
5． 输入数值。
6． 当编辑起始或截止频率时，单位键（GHz、MHz、KHz、Hz）会在软键上显示，按这些键，ST LIMIT参数会变亮。
7． 输入数值。
8． 按ENTER键继续。
9． 重复步骤5和6，输入停止频率。
10．重复步骤7，输入停止界定线。
11．按NEXT SEGMENT，移到段落2（如果NEXT SEGMENT无效，按ENTER）。如果段落2状态关闭，按NEXT SEGMENT会自动设置一个SEGMENT2的起点，它等同于SEGMENT1的终点。
12．维持分割重复4-11。
13．当最后的分割确定后，再按EDIT键结束编辑。
MS2711B不允许重叠同样类型的界定分割线。即两个以上界定分割线不能重叠，两个下界定分割线不能重叠。
MS2711B不允许界定分割线垂直。在起始频率和截止频率中界限分割是一样的，但界限值是不同的，数值也没有具体指定。
设置报警线
通过设置报警线，两种界限类型都能显示界限犯规。在每一个超出界定线的信息点，仪表都会发出蜂鸣声。
1． 按LIMIT键。
2． 按LIMIT BEEP，状态窗口会显示界限警笛状态处在工作状态。再按LIMIT BEEP，关闭报警。
调节衰减设置
频谱仪衰减可以自动耦合、人工耦合，也可以动态耦合。
1． 按AMPLITUDE。
2． 按ATTEN。
3． 选择相应的耦合方式，如下所示。
自动耦合
衰减器自动耦合可以将衰减和参考电平相联系。也就是说，参考电平越高，衰减也越大。自动耦合在屏幕上以A