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European FTE, Sept. 99
2015年7月17日
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Agenda
• Review of Basic Operation
• Amplifier Testing
• Spectrum Analyzers for Production
• Spectrum Analyzers for Installation & Maintenence
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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
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Theory of Operation
Mixer
MIXER
input
f sig
RF
LO
f LO + f sig
f LO - f sig
IF
f sig
f LO
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f LO
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Theory of Operation
IF Filter
IF FILTER
Input
Spectrum
IF Bandwidth
(RBW)
Display
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Theory of Operation
Other Components
LO
SWEEP GEN
RF INPUT
ATTENUATOR
frequency
CRT DISPLAY
IF GAIN
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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
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f
Agenda
• Review of Basic Operation
• Amplifier Testing
• Spectrum Analyzers for Production
• Spectrum Analyzers for Installation & Maintenence
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Amplifier Test
.
Types of SA Tests Made
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Amplifier Testing
Spurious
• In-Band Spurious Signals
– Lower Level, narrower Bandwidth
• Out-of-Band Spurious Signals
– Wider Bandwidth, higher Level
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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
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Amplifier Testing
Type of RBW Filter
ANALOG
FILTER
DIGITAL
FILTER
RES BW 100
Hz
SPAN 3 kHz
IF Bandwidth
(RBW)
Displa
y
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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
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What is required for finding Spurious Signals…..
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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
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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
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SHI
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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
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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
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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
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Amplifier Testing
Phase Noise
Optimum Mixer Level = DANL - MDR
Attenuation = Signal - Optimum Mixer Level
Attenuators with Small Steps Size
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Amplifier Testing
Trade-offs
RES BW 100 Hz
SPAN 3 kHz
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Amplifier Testing
Parameters which make a difference
Good Dynamic Range requires
Practical Dynamic Range also requires
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Agenda
• Review of Basic Operation
• Amplifier Testing
• Spectrum Analyzers for Production
• Spectrum Analyzers for Installation &
Maintenance
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Production
Throughput
ATE Applications
Manufacturing Test
Computer
Receive
Command
Take
Measuremen
t
Send Results
Computer
HPIB Transfer Time
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Production
Accuracy
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Agenda
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• Amplifier Testing
• Spectrum Analyzers for Production
• Spectrum Analyzers for Installation
& Maintenance
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Installation & Maintenance
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