頻譜分析儀維修在業(yè)余電臺的應(yīng)用

儀器維修測量發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻譜和帶外輻射是頻譜儀在業(yè)余電臺中的典型應(yīng)用之一。

理想的發(fā)射機(jī)發(fā)出的射頻信號應(yīng)該僅為工作頻率的信號，但實際上，由于電子電路的一些特性，發(fā)射機(jī)在輸出主射頻信號的同時還會輸出一些諧波，典型的情況就是會在工作頻率的整數(shù)倍頻上出現(xiàn)諧波發(fā)射。例如，一部工作在7.050MHz發(fā)射的電臺，多多少少會在2倍頻14.100MHz、3倍頻21.150MHz 等倍數(shù)頻率上發(fā)射。有興趣的愛好者可以做一個簡單的試驗，用一部對講機(jī)在145MHz上發(fā)射，同時在很近的距離用另一部對講機(jī)在435MHz頻率上接收（正好是2m波段對講機(jī)工作頻率的3倍），一定會聽到145MHz對講機(jī)發(fā)出的聲音，這就說明存在倍頻諧波發(fā)射。諧波的發(fā)射如果不加以控制，會無意中干擾其他的通信和電子設(shè)備工作，所以發(fā)射機(jī)在功率放大器的后級都設(shè)有低通濾波器，以盡量抑制高次諧波的輸出。

國家對無線電設(shè)備的帶外發(fā)射有嚴(yán)格的規(guī)定，雜波散射也是無線電管理局對發(fā)射機(jī)強(qiáng)檢的必然項目。實際設(shè)備使用中，由于設(shè)備故障或者濾波器元器件老化等原因，都會引起發(fā)射機(jī)雜波增大。頻譜儀是檢測帶外發(fā)射的利器，通過頻譜儀的搜索功能可以檢測到發(fā)射機(jī)的帶外發(fā)射點(diǎn)以及每個發(fā)射點(diǎn)的輸出幅度。對于自制發(fā)射機(jī)和功率放大器的業(yè)余電臺愛好者，通過頻譜儀，能有效調(diào)整末級濾波器，將帶外輻射抑制到小，同時將對主通信信號的影響降到低。另外，在HAM自制電臺時，頻譜儀還能很方便地觀察頻率合成器輸出信號的純度。

有些具備跟蹤信號發(fā)生器的頻譜儀能夠測量兩端口網(wǎng)絡(luò)的頻幅特性，被很多業(yè)余電臺愛好者視為調(diào)整帶通濾波器和中繼臺雙工器的理想工具（當(dāng)然，使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀更好）。如果配合駐波電橋使用，頻譜儀可以以圖形曲線的方式顯示出天線的頻幅特性，這對制作天線十分有利。HAM可以借此迅速直觀地了解DIY天線的匹配情況和帶寬并加以修正，使用起來比單一駐波比表要方便多了。

儀器維修實戰(zhàn)操作

下文以業(yè)余無線電愛好者使用比較多的Agilent ESA-L系列頻譜儀為例，介紹一下其簡單的設(shè)置和使用。該款頻譜儀屬于目前國內(nèi)市場上數(shù)字頻譜儀的典型產(chǎn)品。

Agilent ESA-L系列頻譜儀為典型新型數(shù)字化頻譜儀，繼承了HP頻譜儀操作界面。

步，開機(jī)預(yù)熱。E4403具有很強(qiáng)大的自動測量功能，可以顯示頻率和信號幅度。頻譜儀外接功率衰減器，衰減量可以事先輸入頻譜儀，這樣頻譜儀在自動測量信號幅度時會自動加入運(yùn)算，省得用戶自己再做加減法。

第二步，設(shè)定中心頻率，在E4403控制面板左上角按下"FREQUENCY"長條狀按鍵，通過數(shù)字鍵盤直接輸入頻率數(shù)據(jù)即可。E4403頻率設(shè)置有兩種方式，一種是設(shè)置中心頻率，另一種是設(shè)置掃描起始頻率和結(jié)束頻率，通過屏幕邊上的軟鍵可以選擇。

第三步，設(shè)置掃描寬度，按下控制面板左上角"SPAN"長條狀按鍵，然后直接輸入掃描帶寬即可。系統(tǒng)會自動選擇適合的RBW和VBW分辨率，如果用戶有特殊需求，也可以手動設(shè)定RBW/VBW.

第四步，設(shè)定參考電平幅度。按下控制面板左上角的"AMPLITUDE"長條狀按鍵，然后輸入?yún)⒖茧娖剑ㄒ部梢允褂每刂泼姘迳系娘w梭調(diào)節(jié)），通過參考電平調(diào)節(jié)使得信號在頻譜圖上有較好的顯示。

E4403的詳細(xì)設(shè)定非常復(fù)雜，上面提到的只是簡單的基礎(chǔ)設(shè)定。有時，做一些高級設(shè)定時會出現(xiàn)儀器表現(xiàn)異常的情況，此時可以按控制面板右上角的綠色"Preset"鍵恢復(fù)基本設(shè)定狀態(tài)，然后重新操作。

頻譜儀輸入端口的功率比較小，一般高輸入功率不超過1W（30dBm），所以遇到像對講機(jī)、短波電臺等大功率信號時，需要使用衰減器來將信號等比縮減后再輸入頻譜儀。容易損壞頻譜儀的誤操作就是將功率過大的信號直接輸入頻譜儀，導(dǎo)致頻譜儀內(nèi)部衰減器損壞。要知道中高檔頻譜儀價格昂貴，維修費(fèi)用也非常高昂。對將頻譜儀用于對講機(jī)和小型短波電臺維修檢測的用戶，建議在頻譜儀輸入端口前串聯(lián)一個30~40dB的功率型衰減器。

為了有利于信號細(xì)節(jié)的顯示和發(fā)現(xiàn)信號，盡量使用較小的掃描帶寬和較高的分辨率（RBW和VBW）。合理配置外部衰減器，使進(jìn)入頻譜儀的信號幅度適當(dāng)，因為較大的信號進(jìn)入頻譜儀容易引起顯示失真。善用數(shù)字頻譜儀的"MARKER"功能和測量功能，自動測量的數(shù)據(jù)會比傳統(tǒng)"數(shù)格子"精確得多，也高效得多。例如，檢測對講機(jī)的高次諧波就可以充分利用頻譜儀的ΔMARKER、CFSTEP功能和search功能。對于測量快速跳變不穩(wěn)定的信號，如TDMA類型的信號，可以充分利用頻譜儀"MAXHOLD（大值保持）"功能捕捉出現(xiàn)的信號。