在網絡分析儀的諸多性能指標中,動態范圍是一項關鍵參數,深刻影響著網絡測試的精度與可靠性,對它的準確理解和合理應用,是發揮網絡分析儀效能的重要前提。
動態范圍:定義與原理
網絡分析儀的動態范圍,指的是儀器能夠測量的蕞大信號與蕞小信號之比,單位通常為分貝(dB)。蕞大信號受限于儀器的飽和電平,超出這一電平,儀器會出現飽和失真,無法準確測量;蕞小信號則受限于儀器的噪聲基底,當信號低于噪聲基底時,信號會被噪聲淹沒,難以準確測量。簡單來說,動態范圍表征了網絡分析儀在同時處理大信號和小信號方面的能力。
不同場景下的應用
通信領域
在 5G 通信基站測試中,信號強度變化范圍大。網絡分析儀需具備寬動態范圍,才能同時準確測量基站發射的強信號以及接收的微弱信號。比如在測試基站的帶外輻射時,發射信號強度可能比帶外雜散信號高出 100dB 以上,只有寬動態范圍的網絡分析儀,才能在測量強發射信號的同時,檢測到微弱的雜散信號,確保基站符合相關標準。
元器件測試
在射頻元器件生產過程中,網絡分析儀用于測量元器件的 S 參數。不同元器件的性能差異大,需要網絡分析儀有足夠的動態范圍,來準確測量其在不同信號電平下的特性。以濾波器為例,在測量其插入損耗和帶外壓制時,由于這兩個參數對應的信號強度差異大,寬動態范圍的網絡分析儀能夠保證測量結果的準確性。
優化動態范圍的方法
合理設置儀器參數
通過調整網絡分析儀的中頻帶寬、平均次數等參數,可改善其動態范圍。減小中頻帶寬,能降低儀器的噪聲基底,提高動態范圍;增加平均次數,可平滑測量數據,減少噪聲影響,提升測量精度。
使用外部放大器
當測量微弱信號時,可在網絡分析儀前端接入低噪聲放大器,提高信號電平,使其更易于測量;而在測量強信號時,使用衰減器降低信號電平,防止儀器飽和。
對網絡分析儀動態范圍的理解與應用,在網絡測試的各個領域都至關重要。無論是通信設備研發、射頻元器件生產,還是網絡故障排查,掌握動態范圍這一關鍵指標,合理配置儀器,能夠獲取更準確、可靠的測量結果,推動相關領域的技術進步與發展 。