前言

做硬件测试，就要接触到各种测试仪器，因为主要做模拟链路的性能测试，所以实习中接触的主要就是频谱仪和矢量网络分析仪。我想在我离开实习的地方以后，可能就再也不会接触到这些东西了，所以就暂且当作日记，把还记得的东西记录一二，万一哪天有兴趣再研究这些东西也说不定。

精度不高的测试，那就只要把测试仪器和被测电路接到一起，然后按下仪器上的自动设置autoset，然后稍微调整一下参数就可以看到测试结果了。当然了，如果要想更准确地测量到希望看到的信号，就要对测试仪器的原理有一些了解，被测电路的原理也要知道，并且了解到测试系统对待测电路的影响，从而对测试电路和测试仪器的接口进行匹配，然后合理地调节参数，实现更好地测量。

频谱仪

我用的频谱仪是安捷伦公司生产的N9030A。频谱仪的功能就是做频谱分析的，对要测量的数据进行采集，然后用FFT分析得到信号的频谱。频谱仪在屏幕上显示的，横轴是频率，纵轴就幅值。表示信号大小的单位有很多，电压，或是功率，通常我在测试的时候用的都是功率，所以一般是dBm，当然也可以是电压dBv。这种取对数的表示方式，可以把零点零零，，，的值展示在负一百到几十dB之前，更加方便。

开始测量前，要清楚仪器的测量范围和被测电路的输出范围，超出仪器量程的测量是没有意义的。

因为在实习的过程中，遇到了很多的坑，导致测量的结果不准确，所以就把主要的几点记录一二。

频谱仪的组成及原理

信号进入频谱仪以后，首先会经过一个Attenuation电路，然后是一个混频电路，把信号搬移到中频段，然后或有一个中频放大器对信号进行放大，使得信号在一个合适的工作范围，然后通过中频滤波器从低到高地扫描，得到的信号经过显示电路显示在屏幕上。

测试环境

模拟信号的测试对环境的要求还是比较高的，在仪器或是被测电路的周围放有的其他上电设备，都会对测量的结果产生影响。举两个遇到过的例子，在一次连接好仪器和被测电路之后，调好参数，看到频谱显示的结果与之前的结果有所不同，频谱线不稳定，一直在大幅度地晃动，且在带宽外出现了大量的信号，经查发现，是由于连接仪器和被测电路之间的同轴线放在另一块上电的电路板上面，受到了这块电路板的干扰了；另外一次是这样的，在测试完一组MTPR的结果后，发现被测电路的性能很差，检查时，在连接好电路后不上电，观察频谱仪的底噪出现变化，在不同的频段出现的不知名干扰信号提高了噪声，这些干扰随着测试环境周边的其他用电设备一一下点，频谱仪上各频段的干扰信号也一一消除，然后依次断开被测电路，连接器件，最终发现是在被测电路和测试仪器之间的连接口转换器件上的线圈耦合了周围的电磁信号产生的干扰。

所以，上面的两次出现问题的原因有两个，一是要保证测试环境的干净，不要有太多的带电的大功率的设备干扰测试系统，二来是测试中用到的各种连接和转化器件最好买贵的，质量差的屏蔽效果不好，引入的干扰多，给测试带来很大的麻烦。

由上面的经验可以知道，在测试前要先确认好测试环境，通过观察频谱仪底噪看看有没有干扰；找一个之前测试过的电路，连上后看看信号是否正常，确保连接和转换器件没有损坏。

参数设置

在连接好测试系统之后，就可以上电测量了。如果不知道信号的频率范围，可以按auto看看，系统会自动调整到合适的参数显示频谱，如果知道信号的频谱，那就可以设置屏幕显示的起始频率和截止频率，参数span就是截止频率各起始频率的差。如果屏幕下方提示信号overload了，就要调整频谱仪的衰减Attenuation，过载的信号测出来是没用的。然后，看到信号以后可是适当调整参考位置reference，就是屏幕左上角的值，用来调整纵坐标的上下平移。最好的信号显示方式当然是完整地显示信号，并占满整个屏幕，所以还可以跳调一调纵坐标的刻度，即每格的单位。

如果没有什么意外的话，基本上就可以看到一个合适的信号频谱了。接下来，就开始调整其他参数来获取我们希望看到的测试结果了。

假设要测量的是在2MHz这个频点的信号功率，并查看2.1MHz处的噪声，那么就可以把测量的中心频率center设置在2.1MHz，且让2.1MHz的频点有在屏幕的范围内，即stop频率要大于2.1M，要分辨出这两个频率，就要让中频滤波器Res BW的值小于两者的频率差，因为Res BW这个参数也叫做频率分辨率，如果Res BW小于待测两个信号频点的差，那就测量不出来。理论上，Res BW越小，测的信号应该是越精确的，这个Res BW就是仪器量程的最小刻度。但是选择的刻度小了，测量的范围又不变，那动态方位就变大了，所以测量所需要的时间也就增加了，仪器的反应慢了。至于VBW，是屏幕的显示分辨率，不需要太刻意去调整，一般调成自动就好了。

调好Res BW之后，就是读出要测量的信号值，可以用Mark标注到那个频点（mark即指定的横坐标），就能显示出那个频点的幅值，如果要换单位，比如测dBm/Hz，或是dBv,就选择Mark Function，选择对应的选项，对于功率测量，不仅仅是频点的，还有频段的，所以可以选择bandwith，读取带宽内的功率。

如果要同时标注多个点，就多用几个mark，如果想同时显示mark对应的幅值，那可能就要用mark table了。做完了标记后，想把当前的测试结果保存下来，可以选择save，既可以save图片，也可以save数据。如果经常要测试这种条件下的数据，可以把当前的参数设置state也保存下来，下次测试的时候直接recall这个state就可以。

通常，测试的时候对Attenuation的调整只要输入不过载就好了。有的是需要多调整一下衰减，使得信号在仪器的最佳线性工作区，有时候则完全不使用Attenuation，而是使用外部的衰减器，因为仪器的Attenuation会抬高系统的底噪。另外，仪器一般都用DC coupled，因为交流耦合会接上内部的电容，从而改变系统的响应。如果想要在屏幕上看到更多的细节，可以增加扫描的点数，那个就能丰富细节了。如果屏幕上的频谱有轻微的抖动，可以采用平均的方式，获得多少次叠加的统计结果，可能会比一次测量的结果更有代表性。最后，就是需要注意，频谱仪的输入阻抗一般是50偶，需要在被测电路和之间做好相应的阻抗匹配。

网络分析仪

矢量网络分析仪用的也是安捷伦公司的产品，型号是E5031C。网络分析仪的使用有两步，先校准，再测量，所以校准好仪器后，测试就基本做完了，接上被测网络直接观察结果就好了。网络分析仪的横轴是频率，纵轴是待测量，单位是dB，表示的可以是增益、衰减等。

仪器的校准分为内部校准和外部校准，采用外部的标准组件进行校准更加精确。校准前，要设置好仪器的各项参数，如起始频率、截止频率等，每次修改这些参数，都要重新校准仪器。

根据被测网络的特性，确定输入输出端口数，可以是单端输入输出，双端输入输出，也可以是单如入双出或双入单出的。在Analys里选择Fixture，选择里面的端口类型，如果用了双端口，就要打开对应的Balun选项。

网络分析仪从网络的输入端输入信号，信号会从start频率到stop频率依次扫描，网络的输出端输出到网络分析仪中，网络分析仪会比较输入输出的关系，当然，也可以分析输入端的信号和反射回输入端的信号，这要看测量的是网络的什么S参数了，通常测量的有单端反射系数S11、单端传输系数S21、双端传输系数Sdd21、双端反射系数Sdd11。

从网络分析仪发出的信号默认是0dB的，如果被测网络的增益较大，就需要减小输出功率，不然会导致仪器自动关闭连接，从而无法测量。网络分析仪的单端阻抗也是50偶，被测网络和网络分析仪的连接需要进行匹配，不然测得的结果不准确。

总结

话说在大厂里面，仪器还是都挺高端的。其实我还是蛮想学学示波器的使用的，可是一直都没有什么机会，希望可以有机会拿来玩一玩。