频谱分析仪维修小课堂之频谱仪常见故障有哪些

频谱分析仪是射频微波应用领域常用的测试仪表，通过频谱仪的测试，可以得到信号很多重要的性能参数，如信号频率，信号功率，信号带宽，杂散性能等。对于一个射频工程师来讲，经常使用频谱分析仪，难免会遇到频谱分析仪出现故障的时候，今天安泰测试就给大家分享一下频谱仪常见故障有哪些，以及使用注意事项。

频谱仪TG、信号源输出口、功率探头等反向保护能力差(10～15dBm，电压0V或10V)。大多模块与整机都是双工模式(上下行收发使用不同的频率，收发同时进行)，所以，西安安泰频谱分析仪维修中心小编提示大家，在测试双工类放大器模块或设备时，为了防止反馈信号对仪器的损坏，必须在信号源、频谱仪跟踪源(TG)等输出口串接相应频段的隔离器或合适的衰减器，且要定期对隔离器的好坏进行检查，保证隔离器的反向衰减≥20dBm。需要注意隔离器只能隔离高频，不能隔直流。要清楚区分隔离器好坏的检查方法。

1.仪器端口的保护。

2.在仪器的输入输出端口拧接电缆、转接头、隔离器或衰减器时，要注意对端口的保护，以免造成接头松动或接触不良，从而影响测量精度。网络分析仪更应注意接头的维护。

3.电源、仪器、HPIB、GPIB电缆机、鼠标键盘等不可带电进行插拔或搬动，要在开机前连接上，若需打印可先用软盘保存，再在电脑上打印。

4.仪器的左右，特别是后面部分，要与其它物体保持一定的距离来散热，一般10cm即可。电源和其它带电和带磁性的物体不要靠近频谱仪。

5.有些仪器在待机状态，内部部分电路并未断电，西安安泰频谱分析仪维修中心小编建议大家，长时间不用或下班时必须拔电源线或给电源插座断电关机，如E4432B信号源、FSP频谱仪、频率计。在施工现场，经常发现有未断电关机的现象。

6.为了保证测试的准确度，仪器在使用或校准前，必须预热半小时以上，并在使用前对仪器状态进行检查并记录，以便及时发现问题，提供可追溯性。在频谱仪使用过程中，要合理设置参数。

7.所有仪器设备应工作于适宜的温湿度环境下(温度范围0～+50℃，湿度小于85%为宜)，避免阳光直射且远离震源、水源和腐蚀性气体等。

8.另外，有些仪器设备有其特殊的维护及使用要求，在使用之前都应进行了解，并在操作过程中加以注意，只有这样才能做到防患于未然。

安泰测试维修中心拥有专业培训的维修工程师，专业维修美国Agilent、TEK、FLUKE、R&S、KEITHLEY、安立等公司，已不提供维修以及在修但是过了质保期的各种示波器、频谱仪、网络分析仪、逻辑分析仪、功率计、发射机、接收机、信号源、各种型号的探头、函数信号发生器、校准源等进口仪器仪表，如果大家在使用频谱分析过程中有什么问题，欢迎访问安泰测试网。

频谱分析仪测试一致性测试通常作为产品投产前设计质保的一部分完成。一致性测试内容繁多，耗时长，如果在产品开发的这个阶段EMC 测试失败，那么会要求重新设计，不仅成本高昂，而且会耽误产品推出。

　　执行预一致性测试可以帮助您在把产品送到正式测试前发现不符合规范的情况。泰克基于USB接口的RSA306实时频谱分析仪的问世，预一致性测试变得前所未有的简便和经济，放射辐射测量和传导辐射测量可以帮助您减少产品通过EMI 认证所需的费用和时间。本文将用两个实测案例，分析基于RSA306实现放射辐射和传导辐射的测试方法。

　　频谱分析仪测试放射辐射测量案例分析

　　在我们的预一致性测试中，我们使用了一米和几厘米两种距离。降低DUT(被测设备)与测试天线之间的距离会提高DUG信号强度与RF背景噪声之比。遗憾的是，近场结果并不会直接转换成EMI一致性测试中使用的远场测试，因此在得出结论时必须慎重增加预放是提升相对DUT 信号电平的另一种好方法。

　　天线的选择

　　频谱分析仪测试测量中使用了三台成本非常低的PC板对数周期天线和一台双锥天线。这些天线安装在三脚架上，放置简便。天线因数(AF) 和电缆损耗可以输入到RSA306中，校正场强。双锥天线用于20 - 200 MHz频率，较长的20 - 200 MHz 波长要求较大的天线，背景噪声也可能是一个问题，因为它包括许多无线广播频率。

　　分析环境特性和测试结果

　　在把天线校正因数和电缆损耗输入RSA306后，打开峰值检测器电源，设置极限行。调节极限行，适应测试环境。

　　在打开DUT电源前，一定要评估和分析测试环境特性(图1)。在极限行和环境噪底之间是否有足够的信号空间?是否有可以降低的已知信号?是否需要把测试设置移到更安静的环境?

　　图1： 环境背景结果。在VHF 频段中可以清楚地看到广播信号。

　　图2：DUT的测试结果，超限情况不是由DUT引起的。

　　如果您对背景噪声满意，打开DUT电源。两项测量之差即来自DUT的辐射(图2)。在测试中，使用已经通过EMI一致性测试的泰克WiFi演示电路板，因此没有检测到失败。如果已经正确设置测试，没有什么东西接近极限行，那么这可能意味着您已经可以准备进行一致性测试。

　　如果在这个阶段发现问题，那么可能要求进一步诊断和修改设计。RSA306上提供的功能既支持一致性测量，也支持诊断。熟悉DUT设计的工程师可以确定问题信号。近场探测工具也可能会非常实用，后面会对此展开讨论。

　　近场测量与远场测量

　　在频谱分析仪测试全面一致性测试实验室中，使用EMI 接收机和精心校准的天线，在3米或10米距离上测试电子器件。换言之，也可能在远场中完成测量。这些测试舱旨在消除或大大降低所有不想要的RF信号，以便只测量DUT的EMI信号。

　　尽管我们来保证预一致性测试中的RF背景噪声达到最小，但背景噪声可能仍然很明显。降低测试天线与DUT 之间的距离可以提升DUT 相对于RF 背景的信号电平。

　　传导辐射测量案例分析

　　图3显示了测试设置的方框图，被测器件是笔记本电脑使用的通用的AC/DC电源适配器。

　　工频阻抗稳定性网络(LISN)

　　注意,一定要先从LISN上断开频谱分析仪输入，然后再从LISN中拔下电源，LISN放电可能会损坏频谱分析仪前端。

　　在传导辐射测量中，您使用的是LISN而不是天线。LISN是一种低通滤波器，放在AC或DC 电源与DUT 之间，创建已知阻抗，提供一个RF 噪声测量端口。它还把不想要的RF 信号与电源隔开。增加一个预放也是提升相对DUT 信号电平的好方法。

　　注意，60 或50 Hz 电源上传导的干扰对某些设计可能也是一个问题。大多数传导EMI测试规定了9 kHz- 1 GHz 实测频率范围，但在需要时也可以在更低频率上测量信号。对低频测量，RSA5100 系列实时频谱分析仪是很好的选择，因为它们可以覆盖直到1 赫兹以下的频率范围。为最有效地测量传导EMI，使用两个LISN：一个用于到DUT 的规定阻抗，一个用于频谱分析仪或接收机。

　　图3： 预一致性传导辐射测试的方框图。

　　图4：传导辐射测试显示频谱较低一端有超限的情况。

　　功率滤波器

　　对传导测量，背景噪声来自于电源。尽管LISN提供了一定的隔离度，但您经常需要额外的功率滤波。在我们的测量中，结果主要是来自大楼电源的噪声。通过增加电源滤波器，我们可以把进入的噪声降低到足够的水平，来进行我们的传导测量。

　　分析环境特性和测试结果

　　首先，我们把LISN校正因数输入RSA306，打开峰值检测器电源，设置极限行。在打开DUT 电源前，一定要评估和分析测试环境特性。极限行与噪底之间是否有足够的空间?是否需要增加功率滤波器?如果您对背景噪声满意，打开DUT电源，按该顺序把LISN输出连接到频谱分析仪上。两项测量之差即来自DUT的辐射( 图4)。

　　在传导测量中， DUT是网上购买的成本非常低的笔记本电脑电源。我们使用备用笔记本电脑作为电源负载。在这种情况下，我们可以看到测试失败。图5显示DUT传导辐射在大约172 Hz处高出极限。RSA306上提供的功能可以执行预一致性测量和诊断。熟悉DUT设计的工程师可以确定问题信号。这时近场探测工具也非常实用。如果您已经正确设置测试，没有什么东西接近极限行，那么这可能意味着您已经可以准备进行一致性测试。

　　总结

　　EMI频谱分析仪测试一致性测试失败成本高，可能会使产品开发周期面临风险。而设置自己的预一致性测试可以帮助您隔离任何问题区域，在把设计发往标准测试机构前解决问题。泰克RSA306提供了全新的低成本预一致性测试功能，可以在您的产品获得EMI 认证时帮助您减少所需的费用和时间。

作为一名射频工程师或准射频工程师，不仅要掌握各种设计软件，还要熟练使用各种测试仪器，因为做出的产品能不能达到设计指标，能不能实现设计的功能，ZH都需要通过射频测试仪器来验证。

Agitek射频仪器小课堂将带大家详细盘点常用射频微波测量仪器的种类和用途！今天安泰测试先给大家分享一下射频仪器中比较高端比较昂贵的仪器——网络分析仪：

网络分析的“网络”是指射频电路和射频信号通道，包含射频、微波电路，由信号通道和部件构成，包含各类电路元器件，不要与IT网络和电力网络混淆。

基本功能是电路参数分析，分析S参数（散射参数），分析信号（电磁波）在网络中的传输和反射参数，常用参数格式：幅度（损耗、增益、驻波…）、相位、时延、阻抗。

网络分析仪分为矢量和标量两种类型，矢量网络分析仪包含幅度和相位等所有信息的网络参数，标量网络分析仪不包含相位、时延等信息。

一、测量应用领域：

放大器、同轴电缆、功分器、合路器、天线、耦合器、滤波器、隔离器、分支分配器、晶体、声表等；

二、高端矢量网络分析仪的功能：

高精度矢量S参数测量(增益、插损、驻波、相位、延时...)

频谱仪选件可选内置频谱仪功能

时域测量

变频矢量测量

相参信号产生和调节

变频群时延测试

天线测试

内置脉冲源、调制器，进行脉冲测试

真差分测试

噪声系数测量

去嵌入校准

外控扩展模块进行THz测量

三、网络分析仪品牌推荐（排名不分先后）：

是德科技（Keysight）

泰克（Tektronix）

罗德与施瓦茨（R&S）

安立（Anritsu）

中电仪器（Ceyear）

创远仪器（TRANSCOM）

普源精电（RIGOL）

如果大家在选择网络分析仪过程中遇到什么问题，欢迎咨询安泰测试，安泰有专业的技术团队，能够快速、准确的帮您选择合适的网络分析仪。

四线测试法被认为是目前为止zui好的消除引线电阻引入误差（或将其将至最小的）的测试方案，作为初学者来说，除了了解测试方法，了解它的原理及优势也是非常有必要的，今天安泰测试就给大家介绍一下四线法测量的原理及特点：

（一）、四线法原理介绍

四线法，我们也可以称为四端点测量技术、开尔文测量法，是一种电子线路中的阻抗测量法，主要用于电阻阻值的精确测量。

（二）、二线法测量的局限

当我们在使用二线法测量电阻时，根据欧姆定律R=U/I，不论是近距离还是远距离测量阻值，测量结果都会受到导线电阻的影响，导致电压下降，远距离测量时由于导线更长造成的压降(电压下降)更大而造成不可忽略的影响。在实际测量中受限于某些条件而只能远距离测量电压，此时由于远距离测量中大电流流经长导线造成了不可忽视的压降，而对测量电阻阻值造成影响。

（三）、四线法如何精准测量

四线式测量方法示意图

四线法测量由额外导线引至伏特计，则可避免测量电阻时受到导线电阻造成的压降影响。由于伏特计内电阻极大，流经伏特计的电流值相比于流经待测电阻电流值小到可忽略，所以额外导线产生的压降不会对测量结果造成影响。此时所测电压与安培计所测电流之比即可近似为被测电阻阻值。

（四）、四线法测量的优点

1、导线电阻产生的电压差几乎为零，不影响电压测量结果。

2、由于仅有极小部分的电流(小到可忽略)流经伏特计，故也不影响电流测量结果。

3、待测电阻为低电阻，同样可精准测量。

你对四线制测量方法了解多少呢？你会使用四线制测量吗？如果您在用四线制测量过程中有什么问题，欢迎访问安泰测试网。

众所周知，示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器，能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，对电压 / 电流信号的变化波形进行捕获分析。可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等。但是，每个仪器都有使用寿命，据西安安泰维修中心统计，近几年来，送修至安泰的仪器故障大致分为下面三类，下面请跟着西安安泰示波器维修中心小编一起来看看这三类常见故障与注意事项都有哪些！

      一、故障描述：电源故障造成的不开机

　　示波器内部有独立的电源模块为主板和各功能模块供电，故西安安泰示波器维修中心小编提醒大家，需着重关注用电安全。

　　使用中需注意的问题：

　　1.使用示波器原装电源线;

　　2.确认电网稳定。当电网中有大功率电器接入时，先关闭示波器，拔下电源线，待电网稳定后再使用;

　　3.开机时：先插上AC电源线，再按开机键开机;

　　关机时：先按关机键关闭示波器，再拔掉AC电源线;

　　4.注意仪器使用环境，定期清理灰尘。

　　二、故障描述：烧通道/烧采集板

　　据西安安泰示波器维修中心小编所知，一般通道故障是由静电或接入过大信号造成的，严重的时候更会烧掉采集板和主控板。这种故障维修难度大、周期长、成本高。

       使用中需特别注意：

　　1.严禁用手或身体其他部位碰触示波器通道接口，防止静电损伤;

　　2.使用前先估算信号幅度，使用合适衰减倍数的探头进行测试;

　　3.测试时先将探头接好，再通入信号;测试完毕后先断开测试信号，再取下探头。

　　三、故障描述：系统问题

　　类似计算机，示波器也有一套自己的操作系统来管理和控制硬件和软件资源。常见的示波器系统问题有系统崩溃，驱动程序丢失，数据丢失，磁盘/内存损坏等等。

　　西安安泰示波器维修中心小编提示大家，使用中需注意的问题：

　　1.定期清理系统，进行全盘杀毒，备份系统;

　　2.不要对系统文件进行操作。对系统文件误操作可能会导致系统崩溃;

　　3.注意开关机顺序，禁止直接拔电源线。

      四、关于西安安泰：

西安安泰测试设备维修有限公司具有多名丰富维修经验的高级高级工程师，擅长示波器维修等，能够完成测试仪器与试系统的芯片级维修，主要从事各种测量仪器及测试系统的维修，主要维修的测试仪器：频谱仪、网络分析仪、信号源、OTDR、光源、光功率计、扫频仪、误码仪、场强仪、示波器、电源、数字万用表等电子测试仪器。西安安泰维修主要维修的测试系统：电子测试系统，电力测试系统，工业控制系统，安防系统等测试系统，逻辑分析仪维修详情，请访问西安安泰维修中心网!。

　　五、西安安泰维修范围：

　　西安安泰测试设备维修有限公司拥有专业培训的维修工程师，专业维修美国Agilent、TEK、FLUKE、R&S、安立、爱德万公司已不提供维修及在修的各种示波器、频谱仪、网络分析仪、逻辑分析仪、功率计、发射机、接收机、信号源、TFS3031及熔接机、各种型号的探头、函数信号发生器、校准源等进口仪器仪表。另外，台湾产的固纬、吉时利也在我们的维修范围之内。

我们在使用液体闪烁计数系统的核计数中采用统计学方法，因为放射性核素衰变的本质是其可在任一时间释放β粒子（随机衰变）。虽然我们不能确定核衰变会在什么时候发生，但我们可使用统计学方法描述一个样品中所有核衰变的平均行为。为了应对放射性核素的随机衰变行为，我们采用了计数统计方法。统计可用来表示在某一限定的置信区间内得到给定计数的概率，一般使用 %2σ（%2s标准偏差）来表示。

下面我们可通过对单一放射性样品计数十次来简单明了的说明液体闪烁计数中的统计学方法。该实验的数据列于表 1 中。我们可明显看到，任何一次计数的 CPM 结果都不相同（随机衰变）。我们怎样才能获得这 10 次计数的统计数据呢？如果我们进行基本统计，则这些数值的分布可表示为正态分布或高斯分布。

表 1. 10次样品计数的统计分析

这些数据可通过计算两个参数来描述：平均值和标准偏差。平均值 () 被定义为 CPM 的总和除以被计数样品的计数次数(i)，表示为。因此从表 1 来看，466148 CPM/10 = 46615，这就是平均值  CPM。接下来必须获得这 10 个样品计数的标准偏差。标准偏差可通过下面的公式获得：

因此，该样品计数十次的计数结果表示为（平均值）46615±S.D. 或 46615±102 CPM。现在我们可以计算标准偏差，但 S.D. (±102 CPM) 对于核计数的真正意义是什么？我们可通过图 1 来清楚说明，图中显示了重叠在实际计数数据上的正态分布（高斯分布）（表 1）。计数数据以柱状图表示。

图 1. 放射性样品计数十次的正态分布和计数数据

正态分布曲线通过下面的公式计算得到：

因此，发生在平均值的 +s 范围内的真实计数的概率是68%。68% 称为针对 s（标准偏差）的置信水平。由于核计数需要高于 68% 的置信水平，因此我们采用 2s 值，该值定义为 95.5% 的置信界限。

那么，这些值可如何用于核计数中呢？根据基本统计方法，我们知道预期的标准偏差等于总计数数量的平方根。这是计数统计计算的主要公式。

计数统计计算

如上所述，标准偏差可按样品检测的总计数数量的平方根来计算。该结果的置信界限为 68%。但核计数使用 2s 值（95.5% 置信界限）。典型的计算如实例 2 所示。

实例 2：如果在 1.0 分钟内进行了 9500 次计数，那么 2s 值等于多少？

因此，在 95.5% 的置信界限内，计数的统计结果（实例 2）可表示为 9500±195 次计数。这一表达结果的方法相当笨拙（因为可能获得非常多的数字）。为更方便起见，我们计算了 %2s值。%2s 值可根据公式1或者公式 2（公式 1 的数学简化）计算得到。实例 2中数据的%2s 值显示在实例 3中。

实例 3：样品计数的 %2s 计算

因此，Z终结果可表示为 9500 次计数 ± 2.05%，置信水平为 95.5%。

计数率的统计分析

因为大多数核计数方法是分析 CPM 值而不是样品的总计数，所以确定计数率的统计值很重要。以计数率为参考将如何影响计数的统计数据？如果现在对同一样品计数三分钟，则总计数数量增加了三倍。样品总体计数从 9500 次增加到 28500 次，这增加了测量的准确性。28500 次总计数的 2s 值 (338) 的百分比更小，由此可指示出准确度得到了提升。

实例 4：计算计数率的 2s 值

因此，Z终结果可表示为 9500 ± 113 CPM。现在，我们已经计算了计数率的 2s 值，那么该如何计算 %2s（使用核计数仪分析样品时通常打印输出的值）？

%2s可使用公式 3计算。

实例 5：计数率为 9500 CPM、计数时间为 3 分钟的样品的 %2s 计算。

因此，对样品计数三分钟与计数一分钟相比较，%2s 从2.05%（实例 3）降低至 1.18%（实例 5）。这一数值 (%2s) 与总计数和计数时间成反比。

那么这些参数是如何在液体闪烁计数中使用的呢？

在珀金埃尔默的 Tri-Carb & Quantulus 和 MicroBeta 仪器中，终止样品计数的方法通常有两种。diyi种方法称为预设时间。在该方法中，系统在到达用户设定的计数时间后停止样品计数。第二种方法是基于特定 %2s 值终止计数，所有的样品计数都具有相同的统计精确度。我们可以通过公式 3和对样品的统计精确度来反向推导对样品计数所需要的时间。

频谱分析仪是微波测量中必不可少的测量仪器之一，它能对信号的谐波分量、寄生、交调、噪声边带等进行很直观的测量和分析，因此，广泛应用于微波通信网络、雷达、电子对抗、空间技术、卫星地面站、EMC测试等领域。

　　安泰频谱仪维修在维修数十台HP859X系列频谱仪的过程中，发现大多数故障都出现在频谱仪测量信号不正确上，因篇幅有限，本文将ZD介绍HP859X系列频谱仪测量信号幅度不正确的故障检修方法，并借助幅度校准表来进行故障定位。

　　首先对频谱仪的基本功能进行检查，将频谱仪前面板上频率为300MHz、幅度为－20dBm的校准信号用射频电缆连接到频谱仪的输入端，按下〔FREQUENCY〕，（3），（0），（0），〔MHz〕；〔SPAN〕，（1），（0），〔MHz〕，这时频谱仪的显示屏幕上正常显示的是频率为300MHz、幅度为－20dBm的一根谱线，并作频率、幅度校准，若校准通过，说明频谱仪基本工作正常。如果测量幅度较低或较高，且幅度校准通不过的话，则说明频谱仪出现故障，需进行调整或修理后，方能正常使用。现代程控仪器大多都有自诊断功能，尤其是HP859X系列频谱仪，在作校准的过程中，如果检测到其中某一功能不正常的话，频谱仪将立即停止自校准，同时显示错误信息。在作幅度校准过程中，常出现以下三种错误信息："CALGAINFAIL"、"CALSIGNALNOTFOUND"、"CAL：RESBWAMPLFAIL"。

　　按照整机原理框图在2dB开关衰减器、60dB衰减器、射频板平坦度补偿版、窄带中频板、DSP处理板。快速判断是微波前端还是中频问题。断开零波段中频输出到视频板端口的电缆，在射频板上输入一个-43dBm的信号，在轨迹上应该显示一条-20dBm±3dBm的直线，这时证明中频电路正常否则进一步检查中频电路。断开射频板到窄带中频板的电缆。在窄带中频板上输入一个频率21.4MHz，幅度为-30dBm的信号，如果显示为-20dBm左右，那么窄带中频板及DSP板正常，进入下一步骤。否则是窄带中频板及DSP板有错误。将一个频率7.5MHz，幅度为-20dBm的信号输入到端口，如果此时幅度显示为-20dBm左右，说明DSP板正常。否则维修DSP板。中频电路正常后，在前面板输入一个300MHz、-20dBm的信号，设置频谱分析仪ZX频率为300MHz，频宽为0Hz。测量零波段中频输出到射频板端口的信号，幅度应该为-43dBm±3dBm，否则为微波变频部分异常。断开4GHz低通滤波器输出到0波段变频器的连接电缆，测量此时4GHz低通滤波器输出幅度，信号为300MHz，幅度应该为-30dBm±3dBm，如果正常，说明是0波段混频器及开关放大器中频滤波器输出幅度异常说明为衰减器组件异常。

　　2、零波段幅度正常的处理：根据整机原理框图，零波段幅度正常可以判断得到中频电路在射频板平坦度补偿之后电路正常。首先判断1/2/3波段还是4/5波段幅度异常，还是都异常。都异常可能为本振电路异常或微波驱动板的YTF驱动异常。首先要测试本振电平，测量本振倍频放大组件输出端口中微波SYTX，按“系统”、“校准”、“频率诊断”菜单，记录此时diyi本振频率，判断如果本振正常，进入下一步测试。否则，维修本振倍频放大组件货微波驱动板。1/2/3波段异常，可能为宽带SYTX中的YTF驱动电压不合适。