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1、现代电子测量学院：信息与电子学院 导师: 姓名: 学号: 7 / 7文档可自由编辑打印实验一 频率扫描信号和功率扫描信号的频谱一 实验目的1. 学会频谱仪的基本操作。2. 学会使用信号发生器的基本操作。3. 并使用频谱仪观察频率扫描信号和功率扫描信号的频谱。二 实验仪器 安捷伦E8267D信号源一台，安捷伦8563EC频谱分析仪一台，同轴线若干。三 实验原理 1.频率扫描信号频率扫描信号是射频接收机里面的概念。比如频谱仪，里面输入信号经过变频后，会有一个中频（扫频）信号对信号继续变频。扫频的意思是中频信号会在某频段内扫一遍。因此它的频谱应该是在某个设定的区间内不断变化的。 2.功率扫描信号功率
2、扫描信号与频率扫描信号相对应，指的是信号的频率一定，而功率在某个设定的区间内不断变化。四 实验过程及结果分析1.观察频率扫描信号的频谱 实验步骤：（1） 用同轴线连接信号源和频谱仪，打开安捷伦E8267D信号源，设定信号扫描频率范围为1MHz10MHz，幅度为0dBm。（2） 打开安捷伦频谱分析仪，设定中频频率为5MHz，带宽为10MHz。观察输入信号的频谱变换。 实验结果：如图所示。 实验结论：从图中我们可以观察出，扫频信号的频谱随着时间的变化，从扫频的低频开始，逐渐变化到高频。本实验我们设定的范围为1MHz10MHz。而其幅度一直保持不变。2. 观察功率扫描信号的频谱（1）用同轴线连接信号
3、源和频谱仪，打开安捷伦E8267D信号源，设定信号频率10MHz，幅度变换为-10dBm0dBm。（2）打开安捷伦频谱分析仪，设定中频频率为10MHz，带宽为1MHz。观察输入信号的变化。 实验结果： 实验结论：功率扫描信号的频率不变，其幅度随着时间逐渐增减。变化范围为设定的范围，在本实验中为-10dBm0dBm。实验二 测量滤波器的输入阻抗一 实验目的1.学会矢量网络分析仪的基本操作。2.学会使用矢量网络分析仪观察滤波器的输入阻抗。二 实验仪器 矢量网络分析仪一台，模拟滤波器一个，同轴线若干。三 实验原理 1.矢量网络分析仪矢量网络分析仪器是一种电磁波能量的测试设备，它的原理与使用力直接取决
4、于系统的动态范围指标。相位波动参数的测试是利用矢量网络分析仪的电子延迟(Electrical Delay)功能来实现的。直接观察插入相移通常不是很有用，这是因为器件的电长度相移相对于频率呈现负斜率(器件越长，斜率越大)。矢量网络分析仪既能测量单端口网络或两端口网络的各种参数幅值，又能测相位，矢量网络分析仪能用史密斯圆图显示测试数据。 2.S参数二端口网络有四个S参数，Sij代表的意思是能量从j口注入，在i口测得的能量，如S11定义为从 Port1口反射的能量与输入能量比值的平方根，也经常被简化为等效反射电压和等效入射电压的比值，各参数的物理含义和特殊网络的特性如下：S11：端口2匹配时，端口1
5、的反射系数；S22：端口1匹配时，端口2的反射系数；S12：端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数；S21：端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数。 3.其他参数 回波损耗：在高频场合,反映行波在保护设备的过渡点处被反射的比例. 在这一参数下可直接衡量， 保护器件与系统的涌波阻抗的匹配程度。 输入阻抗：输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。在输入端上加上一个电压源U，测量输入端的电流I，则输入阻抗Rin就是U/I。你可以把输入端想象成一个电阻的两端，这个电阻的阻值，就是输入阻抗。 驻波比：驻波比就是一个数值，用来表示天线和电波发射台是否匹配。如果 SWR 的值等于1， 则表示发射传输给
6、天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最理想的情况。如果SWR 值大于1， 则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温。被反射的电波在发射台输出口也可产生相当高的电压，有可能损坏发射台。 群时延：群时延即系统在某频率处的相位（相移）对于频率的变化率。四 实验过程及结果分析 实验步骤：（1）用同轴线连接矢量网络分析仪和模拟滤波器，打开矢量网络分析仪，根据滤波器的工作频率范围设定扫描频率。（2）摁下矢量网络分析仪的fromat按钮，选择Smith选项（即输入阻抗）。选择S为S11。观察并记录结果。 实验结果：如图所示。 实验结果分析：从图中我们可以看出，滤波器的输入阻抗随着频率的
7、变化而不断变化，在感性和容性之间变化。在滤波器的中心频率时，从图中我们可以看出，滤波器的输入阻抗为容性。实验三 QAM调制参数的测量（测星座图、EVM）一 实验目的1.学会矢量信号分析仪的基本操作。2.学会使用矢量网络分析仪观察QAM调制参数。二 实验仪器 矢量信号分析仪一台，带调制功能的信号源一个，同轴线若干。三 实验原理 1.矢量信号分析仪矢量信号分析仪器有完整的信号分析能力，可完成对信号的频谱，时域和解调分析。全面地分析测试信号的幅度和相位参数。具备时间门，自动触发等功能便于对雷达脉冲调制信号的分析。对信号的捕捉，存储及重建恢复能力，将信号通过频谱仪，示波器或逻辑分析仪采集下来进行存储分
8、析或送入信号源重建。 2.QAM调制QAM是一种矢量调制，将输入比特先映射（一般采用格雷码）到一个复平面（星座）上，形成复数调制符号，然后将符号的I、Q分量（对应复平面的实部和虚部，也就是水平和垂直方向）采用幅度调制，分别对应调制在相互正交（时域正交）的两个载波（coswt和sinwt）上。这样与幅度调制（AM）相比，其频谱利用率将提高1倍。QAM是幅度、相位联合调制的技术，它同时利用了载波的幅度和相位来传递信息比特，因此在最小距离相同的条件下可实现更高的频带利用率，QAM最高已达到1024-QAM（1024个样点）。样点数目越多，其传输效率越高，例如具有16个样点的16-QAM信号，每个样点
9、表示一种矢量状态，16-QAM有16态，每4位二进制数规定了16态中的一态，16-QAM中规定了16种载波和相位的组合，16-QAM的每个符号和周期传送4比特。 不同QAM调制的星座图 3.EVM 误差向量幅度EVM：Error Vector Magnitude，误差向量(包括幅度和相位的矢量)是在一个给定时刻理想无误差基准信号与实际发射信号的向量差，能全面衡量调制信号的幅度误差和相位误差。四 实验过程及结果分析 实验步骤：（1）用同轴线连接矢量信号分析仪和信号源，打开信号源，设定调制方式为16QAM，设定符号速率，设定信号幅度。（2）打开矢量信号分析仪，通过VSA的软件观察输入信号的星座图和EVM。 实验结果：如图所示。 实验结论：从图中我们可以看出，16QAM的星座图主要集中在16个点上。EVM为1.3229%rms，调制信号的质量比较好。图中显示的只是某一瞬间的EVM值，而实际上，信号的EVM是不断变化的。左下图显示的是调制信号的频谱。