频谱仪测试谐波经验分享

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       最近我遇到客户测试我们模块谐波不通过的情况，结合在以前测试时候遇到的一些疑问，最近研究了一下频谱仪测试谐波的一些原理，有一些心得跟大家分享一下。案例如下，下图是同一个模块的谐波测试，却相差了13dB，之前也有小伙伴询问过这个问题，当时我也没搞懂。这次可以解答一下。

  图一 谐波测试(-30dBm)

图二 谐波测试(-43dBm)

      上图是同一产品的谐波测试，测试结果却不一样；可以看到两次测试的不同在于Ref Level设置不一样，但是这不是主要的因素，真正的原因是在调整Ref Level过程中attenuation(衰减)也会跟着变化，这个衰减的意义在于保证输入信号不会过大。正是这个值的变化导致了我们测试结果的不一致。

      正常情况下，衰减后的信号会经过混频然后通过中频放大器再到后端，为保证正确的测量值，中频放大器随着衰减器值联动的，也就是说衰减了多少在混频后会放大多少。

图三 频谱结构简易图

      所以在正常情况下，改变衰减器值并不会导致最终测试结果不一致，出现不一致的因素，是因为在混频过程中产生了失真，失真信号叠加到模块谐波信号上，造成谐波测试出来偏大。失真信号幅度与混频器工作电平是有关系的，具体关系如下图：

   

图四 失真信号幅度与混频器工作电平关系

      混频器工作电平越低，产生的失真信号越小，叠加到二次谐波、三次谐波上的失真信号小了，显示的谐波值就越真实。降低混频器工作电平的方式就是增大衰减器值。

      这就是为什么attenuation(衰减)会影响谐波功率的原因。但是衰减器的值不能设置太大，因为频谱显示的底噪有部分是在混频过程中产生的，衰减越大，后面的中频放大器放大倍数就越大，噪声也会被放大，最终会出现底噪偏大的情况。所以在正常测试的时候，建议都设置为自动模式，如果出现不一致的情况，可以将衰减器值从小慢慢加大，直到前后两次的谐波值不再变化这时候的谐波值是比较准确的。

小结：

• attenuation越大，谐波值越准，但是底噪会增加，需要折中选取；
• 测试模块功率时频谱仪产生的底噪并不只是模块本身的底噪，还包含仪器的噪声经过中频放大器放大后叠加的的噪声（当放大倍数比较大的时候，我们看到的底噪很可能并不能代表模块的底噪），底噪的显示还与RBW和VBW存在关系。
•   以上希望对大家在今后测试过程中有帮助，有问题我们可以线下继续讨论。