Spektrianalysaattori mittaukset 1. Työn tarkoitus Työssä tutustutaan vahvistimen ja mixerin perusmittauksiin ja spektrianalysaattorin toimintaan. 2. Teoriaa RF- vahvistimen ominaisuudet ja käyttäytyminen Spesifikaatiot. Liite 1 Agilent technologies: http://educatorscorner.com/tools/lectures/slides/sabas.shtml 3. Työssä käytettävät välineet Spektrianalysaattori Signaaligeneraattori 2 kpl Virtalähde Vahvistin. ZFL-100VH Mixeri.ZEM-300 Kaapelit HP vaimennin.20db Summain 4. Mittaukset Tutustu spektrianalysaattorin toimintaan ja käyttöohjeisiin. Käsikirja. Tee alla olevan kuvan mukainen kytkentä. Kuva 1. 1 db Compression point Signal generator 1 Spectrum Analyzer 8563A SPECTRUM ANALYZER 9 khz - 26.5 GHz DC-block Attenuator 20dB Mini-circuits ZFL-1000VH Kuva 1
4.1 1dB:n compression point pisteen määritys Mitataan vahvistimen 1 db:n kompressointipistettä. Asetukset/mittausohjeet; Signaaligeneraattori Frequency 500 MHz Start amplitude 25dBm + cable loss Increase amplitude until output power gain is 1 db less than low-power value Mittaa kytkennässä käytettyjen kaapeleiden häviö. Huomioi kaapeleiden häviöt signaalien tasoissa. Nosta vahvistimen sisääntuloa 1 db:n askelin. Mittaa spektrianalysaattorilla vahvistimen ulostulo(dbm). Nosta vahvistimen sisääntuloa niin kauan, kunnes taso ei nouse lineaarisesti. Merkkaa tulokset ylös ja piirrä vahvistuksen kuvaaja sisääntulevan tason funktiona.(erään vahvistimen esimerkkikuvaaja alla. Kuva 2). Määritä 1dB:n kompressointipiste, tarkista ko.vahvistimen spesifikaatiosta tuloksen oikeeellisuus. (liite 1) Ulostulo sisääntulon funktiona 10 5 0-20 -18-16 -14-12 -10-8 -6-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 Output (db) -5-10 -15-20 Input (db) Kuva 2
4.2 IIP3 intercent point mittaus Tee kuvan 3 mukainen kytkentä Amplifier measurement IIP3 Spectrum Analyzer 8563A SPECTRUM ANALYZER 9 khz - 26.5 GHz Signal generator 1 Signal generator 2 DC-block Attenuator 20dB Mini-circuits ZFL-1000VH Kuva 3 Asetukset/mittausohjeet; Signaaligeneraattori 1 Frequency 500 MHz Asetukset/mittausohjeet; Signaaligeneraattori 2 Frequency 501 Mhz Huomioi kaapeleiden häviot signaalien tasoissa.
Asetetaan yllä olevat asetukset signaaligeneraattoreille. Tarkista spektrianalysaattorin näytöltä, että tasojen amplitudit ovat samat.(kuva 4.) Säädä tarvittaessa signaaligeneraattorien ulostuloa. Laske IIP3 piste seuraavalla kaavalla. Tarkasta IIP3 tulos spesifikaatiosta. Liite 1. Ptest Pimd3 IIP3 = Ptest + G 2 IIP3 Measurement Ptest freq.1 Ptest Pimd3 IIP3 = Ptest + G 2 freq.2 Ptest-Pimd3 2freq.1 - freq.2 2freq.2 - freq.1 Frequency Pimd3 Kuva 4
4.3 Mixer mittaus Tee kuvan 5 mukainen kytkentä. Conversion loss Signal generator 1 Signal generator 2 Spectrum Analyzer 8563A SPECTRUM ANALYZER 9 khz - 26.5 GHz DC-block Conversion loss Attenuator 20dB Power Level IF= RF-LO LO RF IF = RF + LO Frequency RF LO IF Mini-Circuits ZEM-4300 Kuva 5 Asetukset/mittausohjeet; UP converter; Signaaligeneraattori 1 Frequency 624 MHz Amplitude 7 dbm + cable Signaaligeneraattori 2 Frequency 301 Mhz Down converter: Signaaligeneraattori 1 Frequency 301 MHz Amplitude 7 dbm + cable Signaaligeneraattori 2 Frequency 624 Mhz Huomioi kaapeleiden häviö signaalien tasoissa. Mitataan mixerissä syntyvä häviö asetetuilla taajuuksilla.(katso kuva Conversion loss). Laske IF kaavasta;
Up Converter; IF=RF+LO Down converter; IF=RF-LO Tarkasta tuloksen oikeellisuus webistä etsimistäsi spekseistä. 5. Kysymyksiä 1. Antennista tulee 1 pw signaali vastaanottimeen, jonka suurtaajuusvahvistimen vahvistus on 16 db, sekoitusasteen vaimennus 6 db ja vt-vahvistimen vahvistus 80 db. Laske signaalin teho ilmaisimen tulonavoissa. 2. Paikallisoskillaattorista sekoitusasteelle vietävän tehon taso on yleisesti 7 dbm. Paljonko teho on watteina? 3. 24,9 MHz:lle viritetyn supervastaanottimen oskillaattoritaajuus on 33,9 MHz ja välitaajuus 9,0 MHz. Mikä on peilitaajuus? 4. Mitkä asiat vaikuttavat peilitaajuusvaimennukseen? 5. Vastaanottimen välitaajuus on 605 khz. Kun se on viritetty taajuudelle 8,1 MHz, kuuluu yhtä aikaa kaksi asemaa. Miksi? Paikallisoskillaattorin taajuus on alempi kuin kuunneltava (asteikolle merkitty) taajuus. Mitkä ovat em. kahden aseman taajuudet? 6. Työselostukseen Työselostukseen liitetään mittauksien tulokset, mitatut käyrät, lasketaan tarvittavat laskut ja analysoidaan tulokset.