应用笔记 3670

利用Advantest R3132频谱分析仪测量回波损耗


摘要 : 该应用笔记包含了一些基本的操作程序,可帮助工程师利用Advantest® R3132频谱分析仪(或类似频谱分析仪)完成对回波损耗的测量,并提供了在实验室测量回波损耗的相关知识。其中一些特定的按键操作只适用于R3132频谱分析仪,但是一些基本的操作程序对所有的频谱分析仪都适用。该应用笔记并不是一个的全面的使用指南,读者还需要掌握一些频谱分析仪的基本操作知识。

回波损耗要求

E3、ITU G.703和ETS 300-686规定的输入回波损耗如表1所列,输出回波损耗要求如表2所列。

表1. 输入端最小回波损耗
Frequency Range (kHz) Return Loss (dB)
860 to 1720 12
1720 to 34,368 18
34,368 to 51,550 14

表2. 输出端最小回波损耗
Frequency Range (kHz) Return Loss (dB)
860 to 1720 6
1720 to 51,550 8

Dallas Semiconductor线路接口单元(LIU)的回波损耗测量

ETS 300-686规范中的A.2.5和A.2.6细则给出了测量E3回波损耗的测试设备和程序。图1所示测试装置用于测量输入回波损耗,并验证是否符合表1要求。输出回波损耗的测量装置与之相似,只将原本连接到接收机输入端的测量装置连接到发射机的输出端即可。

图1. 回波损耗测量装置
图1. 回波损耗测量装置

图1所示Dallas Semiconductor器件测量装置中,回波损耗测试桥路采用的是Wide Band Engineering, Inc.的A57TLSTD。两个50Ω/75Ω阻抗转换器(Wide Band Engineering的A65L)用来连接75Ω桥路与50Ω信号发生器、50Ω频谱分析仪端口。图1中桥路右侧的75Ω精密电阻是回波损耗测试桥路的一个部件。Advantest R3132频谱分析仪在图1中同时作为信号发生器和频谱分析仪。

在图1所示的装置中,信号发生器的频率范围为860kHz至51,550kHz,提供峰值为1V的正弦信号。

若要在测量回波损耗之前检查测试装置,电桥的NTP接口(图1左侧接口)应连接至75Ω (±0.25Ω)测试负载。在图1所示装置中,这个精密电阻是Wide Band Engineering回波损耗测试桥路的一个元件。用该电阻作为测试负载时,回波损耗应比表1所要求的回波损耗高20dB。

频谱分析仪的主要功能

测量回波损耗所需要的主要功能为以下六项:
  1. 频率设置
  2. 基准电平设置
  3. 带宽、扫描时间、触发控制设置
  4. 跟踪发生器设置
  5. 跟踪控制设置
  6. 利用标记功能测量回波损耗(以dB为单位)

频率设置

下述步骤用来设定频谱分析仪的频率范围:
  1. 按下前面板的FREQ键。
  2. 按下软键#2 (Start),用数字小键盘配合单位键(GHz、MHz、kHz或Hz)输入起始频率。由表1和表2可知,输入端口和输出端口的起始频率均为860kHz,如图2所示。

    图2. 设置起始频率为860kHz
    图2. 设置起始频率为860kHz

  3. 按下软键#3 (Stop),用数字小键盘配合单位键(GHz、MHz、kHz或Hz)输入截止频率。由表1和表2可知,输入端口和输出端口的截止频率均为51.55MHz,如图3所示。

    图3. 设置截止频率为51.55MHz
    图3. 设置截止频率为51.55MHz

  4. 其余设置可以采用缺省值。

基准电平设置

下述步骤用来设定频谱分析仪的基准电平:
  1. 按下前面板的LEVEL键。
  2. 按下软键#2 (ATT),选择AUTO
  3. 按下软键#3 (dB/div),选择dB/div显示方式。选择软键#1 (10dB/div)作为每刻度对应的分贝值,如图4所示。然后按RETURN键。

    图4. 选择10dB/div作为每刻度对应的分贝值
    图4. 选择10dB/div作为每刻度对应的分贝值

  4. 按下软键#5 (Units)并选择软键#1 (dBm)作为期望的显示单位,如图5所示,然后按RETURN键。

    图5. 选择dBm作为显示单位
    图5. 选择dBm作为显示单位

  5. 按下软键#1 (Ref Level),用数字小键盘输入期望的基准电平。也可用旋钮选择所期望的电平。我们使用0.1dBm来测量回波损耗。
  6. 其余设置可以采用缺省值。

带宽、扫描时间和触发控制设置

下述步骤用来设定频谱分析仪的带宽、扫描时间和触发控制:
  1. 按下CONTROL板的BW键。
  2. 按下软键#7 (Auto All),自动设置分辨率和视频带宽。
  3. 按下CONTROL板的SWEEP键。
  4. 按下软键#2 (Auto All),自动设置扫描时间。
  5. 按下软键#6 (Gated Sweep),选择OFF
  6. 按下软键#7 (Ext Gate In),选择OFF
  7. 按下CONTROL板的TRIG键。
  8. 按下软键#1 (Trig Source),选择Free Run并单击RETURN键。
  9. 其余设置可以采用缺省值。

跟踪发生器设置

下述步骤用来设定频谱分析仪的跟踪发生器输出:
  1. 按下前面板的TG键。
  2. 按下软键#1 (TG Level),用数字小键盘配合单位键(+dBm或-dBm)输入所要求的输出信号电平值。可使用旋钮调整输出信号电平。我们使用0.0dBm来测量回波损耗。
  3. 按下软键#4 (Ref Line,设置基准电平对输入信号进行归一化处理。用数字小键盘配合单位键(+dBm或-dBm)输入所要求的基准电平。可使用旋钮调整输出信号电平,我们使用-20dBm来测量回波损耗。
  4. 按下软键#3 (Norm Corr),选择OFF。禁止归一化处理,可在下一步骤中保存一组新的校准数据。
  5. 按下软键#2 (Execute Normalize),保存校准数据并将输入信号归一化到基准电平。
  6. 其余设置可以采用缺省值。

跟踪控制设置

下述步骤用来设定频谱分析仪的跟踪振荡器:
  1. 按下CONTROL板的TRACE键。
  2. 按下软键#1 (Write A),显示输入信号轨迹。
  3. 按下软键#5 (Detector),选择期望的信号轨迹检测方式(Normal、Posi、Negi或Sample)。Normal同时显示正峰值和负峰值;Posi只显示正峰值;Negi只显示负峰值;Sample显示当前的信号轨迹。为了测量回波损耗,选择软键#4 (Sample),如图6所示,然后单击RETURN键。

    图6. 选择Sample方式显示当前信号轨迹
    图6. 选择Sample方式显示当前信号轨迹

  4. 按下软键#7 (1/2,more)显示下一个软键的设置。选择软键#1 (AVG A),保持它在ON模式,按下RETURN键。再次按软键#7 (2/2,more)返回到软键的初始设置。
  5. 其余设置可以采用缺省值。

测量回波损耗(以dBm为单位)

  1. 按下MARKER板上的MEAS键。
  2. 按下图7所示软键#1 (Noise/Hz)。

    图7. 为回波损耗测量选择Noise/Hz
    图7. 为回波损耗测量选择Noise/Hz

  3. 按下软键#1 (dBm/Hz)。

    图8. 为回波损耗测量选择dBm/Hz
    图8. 为回波损耗测量选择dBm/Hz

  4. 按下软键#7 (Noise/Hz OFF),如图8所示。
  5. 75Ω负载接入测试桥路,测量其dB值。

    图9. 带有75Ω负载的回波损耗
    图9. 带有75Ω负载的回波损耗

  6. 按下MARKER板的MKR键,然后利用旋钮选择要测量的频率值,测量该频率处的回波损耗,如图9所示。
  7. 连接被测器件(DUT)和测试桥路,利用旋钮选择要测量的频率值,测量该频率处的回波损耗。我们将测量860kHz、1.720MHz、34.3680MHz51.55MHz处的回波损耗。使用旋钮选择这些频率的某一个值。用户也可以选择自己感兴趣的频率并测量回波损耗。
  8. 测量被测器件(DUT)在860kHz处的回波损耗,如图10所示。

    图10. 被测器件(DUT)在860kHz处的回波损耗
    图10. 被测器件(DUT)在860kHz处的回波损耗

  9. 测量被测器件(DUT)在1.72MHz处的回波损耗,如图11所示。

    图11. 被测器件(DUT)在1.72MHz处的回波损耗
    图11. 被测器件(DUT)在1.72MHz处的回波损耗

  10. 测量被测器件(DUT)在34.368MHz处的回波损耗,如图12所示。

    图12. 被测器件(DUT)在34.37MHz处的回波损耗
    图12. 被测器件(DUT)在34.37MHz处的回波损耗

  11. 测量被测器件(DUT)在51.35MHz处的回波损耗,如图13所示。

    图13. 被测器件(DUT)在51.35MHz处的回波损耗
    图13. 被测器件(DUT)在51.35MHz处的回波损耗