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对于需要检测微小信号的应用,就需要低噪声的频谱仪,这对仪器的放大器电路和频率合成器以及基准都提出了很高的要求。对于很多小信号的测量,并不是只需加个放大器那么简单。作为附加和扩展功能,硬件上主要有跟踪发生器前置放大器中频输出通信端口。跟踪发生器主要是用来配合频谱仪显示两端口网络的频幅特性,前置放大器主要用来显示微小信号,多用在EMC/EMI中。在软件上,主要是授权一些功能的开放和附加测量功能的软件。在同等级技术水平下,台式频谱仪的性能无疑是好的。
目前高性能的频谱仪和信号分析仪体积和重量虽有改善,但都还是很大,其提供的性能主要适合对复杂和瞬时信号进行精密分析和对新型数字信号进行测量。便携式频谱仪一般可以视为通用频谱仪,提供主流的性能,适合常规传统应用。手持式频谱仪提供尚可的性能,适合现场的快速检测和高移动性要求。在业余电台中的典型应用测量发射机的发射频谱和带外辐射是频谱仪在业余电台中的典型应用之一。理想的发射机发出的射频信号应该仅为工作频率的信号,但实际上,由于电子电路的一些特性,发射机在输出主射频信号的同时还会输出一些谐波,典型的情况就是会在工作频率的整数倍频上出现谐波发射。
例如,一部工作在MHz发射的电台,多多少少会在倍频MHz倍频MHz等倍数频率上发射。有兴趣的爱好者可以做一个简单的试验,用一部对讲机在MHz上发射,同时在很近的距离用另一部对讲机在MHz频率上接收正好是m波段对讲机工作频率的倍,一定会听到MHz对讲机发出的声音,这就说明存在倍频谐波发射。谐波的发射如果不加以控制,会无意中干扰其他的通信和电子设备工作,所以发射机在功率放大器的后级都设有低通滤波器,以尽量抑制高次谐波的输出。
对无线电设备的带外发射有严格的规定,杂波散射也是无线电管理局对发射机强检的必然项目。实际设备使用中,由于设备故障或者滤波器元器件老化等原因,都会引起发射机杂波增大。频谱仪是检测带外发射的利器,通过频谱仪的搜索功能可以检测到发射机的带外发射点以及每个发射点的输出幅度。对于自制发射机和功率放大器的业余电台爱好者,通过频谱仪,能有效调整末级滤波器,将带外辐射抑制到小,同时将对主通信信号的影响降到低。
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当点火开关接通(ON)时,该电压应为5V±0.5V;再用万用表测试传感器端子C电压值,其电压值也应为5V±0.5V。如不符,则为传感器电源线断路或连接器接触不良。用万用表的电压档测试传感器端子B的输出电压。当点火开关接通(ON)而发动机未起动时,传感器的输出电压值应为4-5V;当发动机在热机空档怠速运转时,输出电压应降到1.5-2.1V。此时,如从ECU线束侧1端子处测试,其电压值也应是上述数值;如不符,则为传感器信号连线断路或连接器接触不良。用万用表Ω档测试ECU传感器地线(端子4)与ECU电源地线(端子11或12)间的电阻值及ECU电源地线(端子11或12)与发动机地线接柱(发动机接地线在气缸体右侧机油尺管的安装螺栓上)之间的电阻值。
若它们之间的电阻值均为0Ω或1Ω或更大,则传感器地线接地不良,应查明原因并予以排除。若ECU传感器地线与ECU电源地线间断路,且查不出原因,则应更换ECU压力传感器是工业实践中为常用的一种传感器,而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称为压电传感器。我们知道,晶体是各向异性的,非晶体是各向同性的。某些晶体介质,当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时,就产生了极化效应;当机械力撤掉之后,又会重新回到不带电的状态,也就是受到压力的时候,某些晶体可能产生出电的效应,这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。
其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的“居里点”)。由于随着应力的变化电场变化微小(也就说压电系数比较低),所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数,但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体,能够承受高温和相当高的湿度,已经得到了广泛的应用。在现在压电效应也应用在多晶体上,比如现在的压电陶瓷,包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量。
因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于工业,例如用它来测量炮在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力。
TRL校准需进行14次测试。其它术语如;LRL,LRM,TRM等只是采用其他校准件的同一种基本校准方法。目前,许多无源和有源RF器件都采用表面安装形式(SMT),首先对这些器件的测试,需要使用相应测试夹具。又由于技术,功率承载和工作环境或设计标准的不同,这些元件的物理尺寸变化很大,相应各种夹具的尺寸和性能变化也很大。夹具应具有良好稳定的机械性能。这些夹具往往会使用在生产线测试中,夹具需能让被测件快速的插入;对齐和。对于RF工作频段夹具,需考虑阻抗匹配因素,这要求设计夹具中传输线尺寸和空间屏蔽。对夹具的校准好采用夹具上校准,安捷伦网络分析仪支持用户定义校准件功能。定义的校准件要求用户能对校准的物理特性进行表征。
并将参数输入到仪表内部,并作为常用的由用户定义的校准工具。虽然用来描述校准标准件的参数很多,对于大多数应用来说,只要少数几个参数需要修改。对于正确设计的PCB夹具而言,只有开路标准的边缘电容和短路的延迟参数需要表征。若干电气元件相互连接形成的系统叫做网络。“网络”可以作为电路的代,“网络分析”就是电路分析,只是平常很少这样说,由此增添了几分神秘色彩。到了射频通信领域,可以把任何具有一个以上端口的电路单元称为网络,并且常常把这种网络视为“黑箱”,并不去关心电路单元内部是怎么回事,而是给端口加上适当的激励信号,测试电路的反应,从而表征这个网络的特点。射频通信领域常说的“网络分析”,就是这种以端口为界。
描绘射频电路性能的工作。为了进一步了解网络分析给我们带来的便利,有必要先了解网络分析的语言——散射参数。图(1)是一个Π型衰减器,图(2)是它的电路图,如何简单明确的描述它的性能呢?熟悉传统电路分析的人不难想到,可以先把右边的端口开路,然后用万用表测试左边的电阻;再把左边开路,测试右边的电阻。给左边通上适当的电流,然后用电压表测试右边的电压,然后反过来再测试一次。根据这些数据依次得到四个参数:开路输入电阻、开路输出电阻,开路正向传输电阻、开路反向传输电阻。这个例子说明,在低频电路上常用的Z参数(开路阻抗参数),用在射频通信领域既不符合习惯,也难以测量。归纳起来,有三个重要原因促使我们选择一种新的参数来描述电路:大多数射频电路不允许端口开路或短路。
因为这样做会让电路偏离预定的工作状态;波长很短的时候,即使信号只传播很短距离,也会发生不可忽视的相位移动,使测试计算变得非常困难;需要有一整套方法,能够根据所得到的参数迅速简便的设计电路。基于上述原因,散射参数应运而生。网络分析仪校准的目的是测试的系统误差。校准的思路是通过对标准件的测试得到网络分析仪系统误差项的具体数值,然后通过计算对被测件测试结果进行修正处理,其中误差成份,得到被测件真实值。在谈进阶篇之前,我们先来复习一下基础知识。校准过程就是通过测试标准件测试系统误差的过程,根据校准误差项的不同,网络分析仪校准主要分为频响校准和矢量校准。误差项目的个数与测试的标准件数目相同。
图一为网络分析仪反射测试时系统误差的数学模型。S11M为网络分析仪的实际测试值,其中包含各项测试误差,具体测试误差有:ED、ERT、ES等。仪表校准目的是通过计算这些误差项的影响,得到网络分析仪测量的真值S11A。为得到ED、ERT、ES,通过测试标准件完成,由于要确定三项误差,所以单端口校准要测试三个标准件,联立方程组得解。对于MRTG,读者可能并不陌生,它是一款监控网络链路流量的工具,通过SNMP协议得到设备的流量信息,并将信息通过图形展示给用户。MRTG配置简单,容易使用,它的优点是耗用的系统资源小,可以非常直观地显示流量负载,但是它也有很多缺点,例如:只能用于TCP/IP网、数据不能重复使用、无法记录更详细的流量状态、没有管理功能等。
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