在监视城市地区的手机干扰时,现场测试工程师经常会遇到障碍,干扰信号太弱。此类信号通常低于测量仪器(例如频谱分析仪)的本底噪声。
动态范围如何影响频谱分析仪?
诸如频谱分析仪之类的仪器将依靠高动态范围来切穿不需要的伪像。谐波和互调可能会超出本底噪声,从而损害频谱分析仪的性能。了解组成动态范围的参数不仅可以帮助确保频谱分析仪正常工作,而且可以提供有关所有应符合ITU准则的仪器的关键信息。
某些步骤可以帮助提高灵敏度,例如降低参考电平,输入衰减或分辨率带宽(RBW)。诸如频谱分析仪前置放大器之类的设备也可以减少那些低噪声问题。尽管这些变化可以降低机器的本底噪声,但它们也可能降低设备对更强信号的抗扰性。从在非线性区域中运行开始,那些更强的信号可能会对设备产生纹波效应。该设备可能会产生干扰,谐波和互调产物。二次谐波也可能发生,其工作频率是输入信号频率的两倍。设备会将这些信号显示为实际信号,这似乎是网络中的干扰发射机(请参见图1)。
动态范围
高动态范围为这些错误信号提供了解决方案。具有高动态范围,频谱分析仪和其他测试仪器可以掩盖或减少二次谐波。
动态范围是在伪影出现在本底之上之前可以检测到***小和***大强度信号的区域。通常,当此区域较大或伪像的振幅较小时,会出现较高的动态范围。高动态范围还减少了这些伪像(如谐波)被误认为真实信号的机会。理想情况下,仪器将具有较高的互调自由动态范围(IMFDR)。设备的IMFDR是动态范围,在这种范围内,有害的互调仍低于本底噪声。
高动态范围(HDR)一词通常同时用于频谱分析仪和无线电接收器。即使该区域中有大信号,具有HDR的设备也可以记录这些小信号。为了实现HDR,频谱分析仪***先需要对小信号进行高灵敏度测试。该设备还需要具有消除那些大信号引起的拥塞的能力。
伪影还将根据输入信号的变化而发生很大变化。例如,二阶伪像的dB会改变两倍于输入变化的大小。三阶伪像将类似地将输入信号变化的变化增加三倍。
截取点也根据仪器的动态范围和输入衰减而有所不同。取决于工件,这是呈现截取点的方式:
IP2 / SOI:基于互调产物的二阶截点。
IP3 / TOI:基于互调产物的三阶截点。
SHI:基于谐波的二阶截点。
THI:基于谐波的三阶截点。
IP2 / SOI,SHI,IP3 / TOI和THI的值会随着仪器的输入衰减而自动更改。为了保持精度,动态范围和相关规格应做相同的事情。
拦截点
输出功率及其相关的谐波直接反映了输入功率。随着输入功率以该线性关系增加,输出信号功率将与伪像的电平相交。当涉及三阶互调时,该拦截点称为TOI或IP3。此时,信号相等,三阶伪像与目标信号之间的电平差和动态范围为0 dB。
其他拦截点具有相似的名称和定义:IP2 / SOI,SHI和THI。当单个产生谐波的强信号干扰弱信号的测量时,SHI表示动态范围。当两个或更多个强输入信号引起谐波干扰时,会发生THI。
截点将根据诸如二次谐波或三次谐波和互调之类的因素而变化。
丹尼尔
截取点并不是仪器的IMFDR的唯一关键方面。另一个因素显示平均噪音水平(DANL)。仪器的测量系统取决于其自然噪声。较低的本底噪声导致较大的动态范围。系统灵敏度,RBW设置和热噪声都会影响DANL。
要找到动态范围,无论测试IP2,IP3,DANL还是噪声系数(NF),仪器设置都应该相同。