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频谱分析仪谈到测量电信号,电气工程师首先想到的可能就是示波器。示波器是一种将电压幅度随时间变化的规律显示出来的仪器,它相当于电气工程师的眼睛,使你能够看到线路中电流和电压的变化规律,从而掌握电路的工作状态。但是示波器并不是电磁干扰测量与诊断的理想工具。这是因为)关键的是动态范围,干扰频谱不同分量的差别有个量级以上,需要dB以上的动态范围;而八位的示波器仅有dB左右的动态范围,不能满足电磁干扰的测量要求。
)所有电磁兼容标准中的电磁干扰极限值都是在频域中定义的,而示波器显示出的是时域波形,因此测试得到的结果无法直接与标准比较。为了将测试结果与标准相比较,必须将时域波形变换为频域频谱。)电磁干扰相对于电路的工作信号往往都是较小的,并且电磁干扰的频率往往比信号高,而当一些幅度较低的高频信号叠加在一个幅度较大的低频信号时,用示波器无法进行测量。)示波器的灵敏度在毫伏级,而由天线接收到的电磁干扰的幅度通常为微伏级,因此示波器不能满足灵敏度的要求。
测量电磁干扰更合适的仪器是频谱分析仪,频谱分析仪是一种将电压幅度随频率变化的规律显示出来的仪器,它显示的波形称为频谱。频谱分析仪克服了示波器在测量电磁干扰中的缺点,它能够测量各个频率上的干扰强度。对于电磁干扰问题的分析而言,频谱分析仪是比示波器更有用的仪器,用频谱分析仪可以直接显示出信号的各个频谱分量。频谱分析仪采用频率扫描超外差的工作方式。混频器将天线上接收到的输入信号与本振产生的信号混频,当混频的频率等于中频时,这个信号可以通过中频放大器,被放大后,进行峰值检波。
检波后的信号被视频放大器进行放大,然后显示出来。由于本振电路的振荡频率随着时间变化,因此频谱分析仪在不同的时间输出的频率是不同的。当本振荡器的频率随着时间进行扫描时,屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度,将不同频率上信号的幅度记录下来,就得到了被测信号的频谱。根据这个频谱,就能够知道被测设备是否有超过标准规定的干扰发射,或产生干扰的信号频率是多少。要获得正确的测量结果,必须正确地操作频谱分析仪。
在某些状况下,测量数据之前的简单搅拌可以系统发生沉降。在操作粘度计之前,必须先确定粘度计地固定在桌子上并且在适当的高度。选择转子与转速组合,并装置到粘度计上。粘度计并且使其达到稳定的读数。然而转子加速过程中所获得的动量,可能会造成读数在稳定读数附近有摆动的现象。有数种方法可以获得较令人满意的数据。在某些情况中,必须花分钟的时间以达到稳定。一般条件下,你只需要等待一个合理的时间让读数稳定。
再现性更高的方法是在让转子转一定周期之后再读取数据。由于不同转速情形不同,另一个可行的办法是在转子旋转一定时间时候再读取数据。你也许会发现读数并不会呈现稳定而是一直跳动。这常常是由于流体的非牛顿性质所造成的。但是如果读数持续增加或下降,代表流体的性质可能会随时间而变化,这种情况下就需要另外的技巧已获得正确的粘度。数字式粘度计的扭力显示,即使在稳定状态达到以后,也许仍有会%或%的跳动。这种情况下,只要读取平均的数据即可。
较大的跳动可能由其它原因所造成。我们通常十分关心粘度计的度。以下是一些测试可以帮助我们了解粘度计的状况轴承的损坏也会造成粘度计读数不正确与再现性降低。下列方法的交替测试可以帮助你评估这些机械装置的状况数字式粘度计必须将电源打开,但马达关闭。将转子连接器转动角度,并且放开使其自动回转。如果每次都可以顺利地回转,代表轴承是没有问题的。按测量键,粘度值应是如果连接器缓缓或不顺利地回转,代表这样的粘度计并不能良好运作并需要维修。
后可以使用标准粘度样品校正粘度计。根据操作手册,小心测量这些标准粘度样品。尼润公司提供的标准粘度样品误差范围在±\%内)是一个十分理想的选择。由于可能会有不能预期的流力行为,我们并不建议使用其它流体做为校正用。如果粘度计可以通过以上全部的测试,那么此粘度计的表现应该会令人满意的。如果仍然觉得测量出的数据不合理,请与我们尼润公司联系。重新校正数字式粘度计在许多环境下,使用尼润公司粘度计测量粘度时,并无法使用ml烧杯容器。
而群时延指标更能反映相位非线性。上图的例子表明;相位波动峰-峰值相同的被测件产生的群时延可能有明显不同。右图中器件群时延抖动较大,会引起更大的信号失真。为了表征一个未知的线性多端口器件,我们必须在不同的条件下进行测量并计算一组参数,即便在源和负载条件与测量不相同的场合,这些参数也能用来描述所测试器件(或网络)的电气性能。低频器件或网络的表征通常是建立在测量H、Y和Z参数的基础上,为此,必须测量器件的输入或输出端口上或网络节点上的总电压和总电流,而且测量必须在开路状态和短路状态下进行。由于很难测量高频总电流或总电压,故通常代之以测量S参数。这些S参数与一些熟悉的测量,如增益、损耗或反射系数均有联系。
它们能相当简单地加以测量,而无需将不适宜的负载连接到被测器件上。测得的多个器件的S参数可以利用矩阵运算预示整个系统的性能。S参数无论在线性或非线性CAE电路仿真工具中都很容易使用,而H、Y和Z参数在必要时则可从S参数导出。S参数可直观表示一个器件(系统)的性能指标。对于20dB衰减器,20dB为功率对数表示,转换为相应线性电压表示为:0。输入端驻波比1。转换为反射系数为0。09。当然S参数应包含相位信息,对于象衰减器这样的互易器件,其S12=S21。微波晶体管是非互易器件,其S参数随频率及工作电平变化很大。器件的生产厂商应提供各频率范围内及直流偏置条件下S参数数值。传输特性是被测件输出与输入激励的相对比值。
网络分析仪要完成该项测试,需分别得到被测件输入激励信号和输出信号信息。网络分析仪内部信号源负责产生满足测试频率和功率要求的激励信号,信号源输出通过功分器均分为两路信号,一路直接进入R,另一路通过开关输入到被测件相应测试口,所以,R测试得到被测输入信号信息。被测件输出信号进入网络分析仪B,所以,B测试得到被测件输出信号信息。B/R为被测试件正向传输特性。当完成反向测试测试时,需要网络分析仪内部开关控制信号流程。反射特性是被测件反射与输入激励的相对比值,网络分析仪要完成该项测试,需分别得到被测件输入激励信号和测试端口反射信号。网络分析仪内部信号源负责产生满足测试频率和功率要求的激励信号,信号源输出通过功分器均分为两路信号。
一路直接进入R,另一路通过开关输入到被测件相应测试口,所以,R测试得到被测输入信号信息。激励信号输入到被测件后会发射反射,被测件端口反射信号与输入激励信号在相同物理路径上传播,定向耦合器负责把同个物理路径上相反方向传播的信号进行分离,提取反射信号信息,进入A。A/R为被测试件端口反射特性。当需要测试另外端口反射特性时,需网络分析仪内部开关将激励信号转换到相应测试端口。信号源提供被测件激励信号,由于网络分析仪要测试被测件传输/反射特性与工作频率和功率的关系。所以,网络分析仪内信号源需具备频率扫描和功率扫描功能。为保证测试的频率精度,现在网络分析仪内信号源采用频率合成方法实现。当扫宽设置为零时,输出信号为点频CW信号。
网络分析控制其输出功率依靠ALC和衰减器两个部分完成。ALC保证输入信号功率的稳定和功率扫描控制,由于ALC控制范围有限,测试中,往往需要利用适配器将仪表和被测件进行连接,该适配器可能会对测试结果有很大影响。如上图所示,适配器引起的反射信号会与被测件的真实反射信号进行矢量叠加。例子中,如果适配器的驻波比较差(SWR=1。5),则耦合器的有效方向性将下降到14dB,此时,网络分析仪表反射测试的动态范围就只有14dB。如上所述,在测试过程中,使用高性能的适配器是非常必要的,虽然校准可以降低适配器对测试的影响,但在高性能被测件测试中该影响仍然较明显。下面介绍在接入适配器后网络分析仪的校准方法。仪表通过校准后。
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