如何對頻譜儀準確測試？頻譜儀維修

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想知道頻譜儀如何進行準確的測試嗎?安泰頻譜儀維修網帶你了解！

　　射頻同軸線纜特征阻抗的選擇，主要取決于功率容量、衰減強度、可加工性等因素，然而最大功率容量和最小衰減性能對應的特征阻抗是不同的。在射頻領域通常采用50 Ohm特征阻抗的原因，就是綜合考慮了以上因素。也就是說，50 Ohm特征阻抗對應的功率容量和衰減性能都不是最佳的。單論衰減性能，75 Ohm特征阻抗要比50 Ohm低不少，但是其應用領域比較專一，主要應用于廣播、電視信號的信號傳輸。

　　本文安泰頻譜儀維修網小編就跟大家聊一聊75 Ohm系統下的信號測試，對于這種信號的測試，如果頻譜儀支持75 Ohm系統阻抗，可以直接進行測試。但是，絕大多數通用頻譜儀只有50 Ohm系統阻抗，如何進行準確的測試呢?

　　如果頻譜儀僅支持50 Ohm系統阻抗，直接測試諸如廣播、電視信號，那么測試的信號電平必然由于阻抗失配而存在較大的誤差。為了提高電平測試精度，必須要引入阻抗匹配電路。

　　直接串接25 Ohm的電阻能否改善電平測試精度?

　　當然，頻譜儀維修網提醒大家，此處認為電阻可以覆蓋工作頻率范圍。當串接一個25 Ohm電阻時，在參考面Ref. 1處，阻抗是匹配的，而在參考面Ref.2處，阻抗嚴重失配，回波損耗達到-9.5 dB。相比之下，不使用任何匹配，直接將源連接于頻譜儀測試時，測試參考面處的回波損耗約-14 dB。可見，直接串接25 Ohm的電阻，反而不如直接連接測試的情況好。這種局部匹配的方式并不能有效改善測試精度。

　　無論是從哪個參考面看，阻抗都是匹配的，此時便可以實現高精度的電平測試。如何設計這種匹配電路呢?

　　匹配電路的設計有哪些考慮因素?

　　對于匹配電路的設計，頻譜儀維修網提示大家需要從如下三個方面著手考慮：

　　(1) 匹配電路的帶寬是否足夠，是否具有平坦的幅頻響應;

　　(2) 匹配電路的損耗能否盡可能低，這對于弱信號的測試尤為重要;

　　(3) 是否可以實現完全匹配，只有完全匹配才可以實現高精度電平測試。

　　廣播、電視通常工作在VHF、UHF頻段，可以通過采用電感、電容構成“L型”匹配網絡實現50 Ohm與75 Ohm阻抗的變換，而且這種電抗性匹配網絡的損耗非常低，但是其帶寬較窄，而且幅頻響應平坦度不是很好，除非采用高階匹配電路，然而這又增加了匹配電路的設計難度和損耗。

　　有沒有更合適的匹配電路設計方法呢?

　　頻譜儀維修網想說，答案是肯定的，通過采用高頻電阻設計匹配網絡，不僅可以實現完全匹配，而且具有平坦的寬帶幅頻響應，但缺點也是很明顯的——損耗大。對于這種匹配電路，可以將其理解為一個具有阻抗變換作用的衰減器，目前市面上的這種50-to-75 Ohm阻抗變換器基本都是采用這種設計方式。

　　損耗最小的電阻匹配網絡——MLP

　　采用高頻電阻設計匹配網絡是很有講究的，電阻畢竟會損耗信號，匹配網絡中電阻太少起不到阻抗匹配的作用，電阻太多了損耗太大，會降低系統測試靈敏度。其實存在一種最低損耗的匹配網絡，通過兩個電阻即可實現，通常稱之為Minimum Loss PAD (MLP)。

　

　　對于50-to-75 Ohm的阻抗變換設計，根據如上公式，可以確定電阻R1和R2分別為

　　R1=43.3 Ω

　　R2=86.6 Ω

　　對應的損耗為-5.72 dB。據頻譜儀維修網所知，實際使用頻譜儀測試時，可以直接將此損耗值寫入頻譜儀，以對測試的電平值自動進行補償。

　　值得一提的是，采用三個或更多個電阻同樣可以實現阻抗變換，只是這種更高階的電路意味著更大的損耗。而一個電阻無法實現阻抗變換，因此圖2所示的這種網絡是起到阻抗變換的最小衰減網絡，這也是稱之為Minimum Loss PAD的原因。

　　另外，頻譜儀維修網提醒大家，選擇電阻時也要注意電阻的頻率范圍，必須要能夠覆蓋所要測試的信號頻率范圍，否則設計的阻抗匹配網絡將達不到預期的效果。

　　75 Ohm系統的接口是什么樣的?與50 Ohm系統的接口兼容嗎?

　　測試中常用的BNC、N、SMB、SMC等接口都有50 Ohm和75 Ohm特征阻抗之分，在廣播、電視領域，應用更多的是75 Ohm特征阻抗的N型接口。

　　對于同軸連接器及線纜，特征阻抗取決于內外導體的半徑之比。75 Ohm的N型接口和50 Ohm的N型接口，兩者的外導體尺寸相同，而特征阻抗越高則內導體越細，兩種接口如圖4所示。因此，75 Ohm的陽頭可以與50 Ohm的陰頭相連接，而75 Ohm的陰頭卻不能與50 Ohm的陽頭直接連接，否則會破壞連接器。