频谱仪功率压缩点的校准方法原理和步骤

频谱仪的指标中，1dB压缩点指标是比较关键的指标，一些频谱仪指标手册中给出相关指标时，备注的测试方法是双音（twotones）。在频谱仪的计量校准校准规范中，压缩点的测量方法，许多情况不适用。本文详细解释频谱仪功率压缩点的校准方法原理和步骤。

什么是频谱仪的1dB压缩点？

内置衰减器置为0的条件下，频谱仪的信号功率测量值，随着输入信号的增加而线性增加；当输入信号的功率增加到一定电平时，频谱仪射频通道进入非线性区，频谱仪测量值会低于输入电平；测量值低于实际值1dB时的实际输入功率值是频谱仪的1dB压缩点。

为什么测量1dB压缩点要使用双音？

所谓双音是指频谱仪输入信号包含两个频率分量。

功率压缩点是考核频谱仪第一级混频器的指标，评估时内部衰减器要求设为0；

衰减器设为0时，频谱仪参考电平设置范围≤0dBm，频谱仪压缩点指标大于0dBm的情况下，输入信号功率超出参考电平会过载，因此采用双音法，避免过载的同时，测得较高功率压缩点。

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双音法的原理

双音法压缩点测量原理，就是输入信号两个频率分量，带内较小信号输入电平恒定，用来监测电平变化量，带外信号的功率增长时，会造成频谱仪测量功率压缩，而且在它超出参考电平时不会过载；

注意这两个分量f和f+Δf频率的频率间隔，要求大于频谱仪第1级中频滤波器的带宽，Δf>IFBW1，如果在带宽内的信号功率超出参考电平设置值，会造成中频过载，目前常用高端频谱仪如R&SFSW的1中频带宽>500MHz；

频谱仪中心频率输入较低功率信号，另一个信号是频率超出1中频滤波器带宽的带外信号，通过增大带外信号的功率观察中心频点信号测量值的下降，当测试值下降到1dB时，带外信号的功率值就是1dB压缩点。

频谱仪1dB压缩点测量步骤

信号源SG1的频率f0；

信号源SG2的频率f0+Δf，Δf>500MHz；

两个信号源SG1和SG2通过合路器，连接功率计进行功率校准；

打开SG1输出并关闭SG2，使频率f0信号的功率计读数P0=-30dBm左右；

打开SG2输出并关闭SG1，使频率f0+Δf信号的功率计读数P1频谱仪内部衰减器设为0；

频谱仪中心频率设为f0，SPAN≈10MHz，参考电平0dBm;

频谱仪屏幕上信号峰值，记录为Maker参考，并打开ΔMaker，监测电平变化量ΔL，初始值ΔL=0；

逐步增大SG2的输出功率直到ΔL=-1dB，记录此时SG2的功率设置值Ps2'；

获得频谱仪1dB压缩点P1dB=(Ps2'-Ps2)+P1；

如果增大SG2的输出功率直到SG2的最大功率输出Ps2max，如果始终ΔL>-1dB，P1dB=(Ps2max-Ps2)+P1.

测试布置

注意

信号源SG2的输出功率指标要求：大于被检频谱仪1dB压缩点指标+10dB，10dB余量是考虑合路器和线缆损耗，可以根据实际损耗降低要求。

频率间隔Δf，根据被检频谱仪的1中频滤波器带宽设置。

频谱仪工作在>8GHz(根据被检频谱仪指标手册)的微波频段时，射频前端的预选滤波器是带宽较窄的YIG滤波器，在测量中需要关闭YIG滤波器。