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European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 1 Agenda • Review of Basic Operation • Amplifier Testing • Spectrum Analyzers for Production • Spectrum Analyzers for Installation & Maintenence European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 2 Theory of Operation Spectrum Analyzer Block Diagram RF input attenuator mixer IF gain IF filter Input signal detector Log Amp Pre-Selector Or Low Pass Filter video filter local oscillator sweep generator Crystal Reference CRT display European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 3 Theory of Operation Mixer MIXER input f sig RF LO f LO + f sig f LO - f sig IF f sig f LO European FTE, Sept. 99 f LO 2015年7月17日 4 Theory of Operation IF Filter IF FILTER Input Spectrum IF Bandwidth (RBW) Display European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 5 Theory of Operation Other Components LO SWEEP GEN RF INPUT ATTENUATOR frequency CRT DISPLAY IF GAIN European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 6 Theory of Operation How it all works together fs 0 Signal Range 1 2 f LO f LO - f s 3 (GHz) mixer LO Range f LO + f fs 0 IF filter 1 input s fs 2 3 3.6 4 5 6 detector 6.5 3.6 f IF sweep generator A LO f LO 3 0 3.6 4 5 6 2 3 (GHz) CRT display (GHz) 6.5 1 European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 7 f Agenda • Review of Basic Operation • Amplifier Testing • Spectrum Analyzers for Production • Spectrum Analyzers for Installation & Maintenence European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 8 Amplifier Test . Types of SA Tests Made European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 9 Amplifier Testing Spurious • In-Band Spurious Signals – Lower Level, narrower Bandwidth • Out-of-Band Spurious Signals – Wider Bandwidth, higher Level European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 10 Amplifier Testing Sensitivity/DANL Detector Mixer RF Input RES BW Filter LO Sweep A Spectrum Analyzer Generates and Amplifies Noise Just Like Any Active Circuit European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 11 Amplifier Testing Type of RBW Filter ANALOG FILTER DIGITAL FILTER RES BW 100 Hz SPAN 3 kHz IF Bandwidth (RBW) Displa y European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 12 Amplifier Testing Measurement Speed Take the measurement Start Sweep Sweep Time Processing overhead Dead Time Between Sweeps To Display X ms + Y ms = X+Y ms or 1/(X+Y) updates/sec European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 13 What is required for finding Spurious Signals….. European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 14 Amplifier Testing • Being able to measure the difference between 2 signals which are present at the input at the same time – the 3 factors – input mixer – noise floor – phase noise European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 15 Amplifier Testing Input Mixer 0 DISTORTION, dBc -20 Second Order -40 -60 -80 Third Order -100 -60 -30 0 +30 TOI POWER AT MIXER = INPUT - ATTENUATOR SETTING dBm European FTE, Sept. 99 SHI 2015年7月17日 16 Amplifier Testing Displayed Average Noise Floor Signal-to-Noise Ratio Can Be Graphed SIGNAL-TO-NOISE RATIO, dBc 0 -20 Displayed Noise in a 1 kHz RBW -40 -60 -80 -100 -60 Displayed Noise in a 100 Hz RBW -30 0 +30 POWER AT MIXER = INPUT - ATTENUATOR SETTING dBm European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 17 Amplifier Testing Dynamic Range SIGNAL-TO-NOISE RATIO, dBc Maximum 2nd Order Dynamic Range 20 Maximum 3rd Order Dynamic Range 40 60 80 100 60 Optimum Mixer Levels 30 0 TOI MDR2 = 1/2 (DANL - SOI) MDR3 = 2/3 (DANL - TOI) +3 SOI 0 POWER AT MIXER = INPUT - ATTENUATOR SETTING dBm European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 18 Amplifier Testing Phase Noise Dynamic Range Limited By Compression/Noise Dynamic Range Limited By Noise Sidebands dBc/Hz Displayed Average Noise Level Noise Sidebands 100 kHz to 1 MHz European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 19 Amplifier Testing Phase Noise Optimum Mixer Level = DANL - MDR Attenuation = Signal - Optimum Mixer Level Attenuators with Small Steps Size European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 20 Amplifier Testing Trade-offs RES BW 100 Hz SPAN 3 kHz European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 21 Amplifier Testing Parameters which make a difference Good Dynamic Range requires Practical Dynamic Range also requires European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 22 Agenda • Review of Basic Operation • Amplifier Testing • Spectrum Analyzers for Production • Spectrum Analyzers for Installation & Maintenance European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 23 Production Throughput ATE Applications Manufacturing Test Computer Receive Command Take Measuremen t Send Results Computer HPIB Transfer Time European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 24 Production Accuracy European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 25 Agenda • Review of Basic Operation • Amplifier Testing • Spectrum Analyzers for Production • Spectrum Analyzers for Installation & Maintenance European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 26 Installation & Maintenance European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 27 European FTE, Sept. 99 2015年7月17日 28