導語

射頻儀器上的電平，即信號的幅度，表征信號的功率、電壓幅度大小的量值。發生電平設置值與測量值對不上的情況怎么辦呢？

R&S技術專家陳老師，誠意奉獻本文，為您詳細解釋信號源、頻譜儀和接收機、功率計、示波器上的電平數值的確切定義，避免錯誤的設置或誤解。一起來學習吧！

儀器阻抗

在射頻微波領域的應用，通常儀器阻抗為50Ω，無論是信號源還是測量接收設備，電平值通常默認對應阻抗匹配50Ω。對于一些低頻和音頻應用，儀器阻抗可能是低阻或高阻，例如，音頻源5Ω，音頻分析600Ω和1MΩ，電壓表和示波器1MΩ等等，在低頻測試時，要知曉所使用的儀器內阻值，必要時按照串聯電阻分壓計算，否則，信號源電平設置值與接收測量值可能不符。

信號發生器電平設置

信號發生器的電平:

? Level默認設置是載波信號的平均有效功率。

?PEP是峰值包絡功率，是在信號幅度最大的時刻，1個載波周期內的RMS電壓，在信號源標稱阻抗上的功率。

?默認電平單位是功率dBm，可設置電壓單位dBμV或線性電壓

dBm的定義是10lg(P/1mW)。

0dBm = 107dBμV = 1mW，50Ω阻抗。

dBμV的定義是20lg(U/1μV)。

0dBμV = 1μV。

?當設置電壓單位時，可以設置是否顯示開路電壓值EMF，EMF開路電壓值是50Ω匹配負載電壓的2倍（6dB）。

? 對于一些特定的調制信號類型，特別是時分TDD信號，需要預先設置功率定義模式，也就是功率定義的時間范圍。

?例如5G NR，Level的數值可以設置為：總的平均功率 / 激活子幀內平均功率 / 恒定功率密度 / 突發脈沖功率：

頻譜儀和接收機的電平讀數

頻譜儀的電平數值可以在多種功能狀態下獲取：

?基礎頻譜上的光標Marker電平讀數：光標位置對應頻率點一個RBW之內的功率值。

?頻譜上的噪聲光標Noise Marker電平讀數：光標位置對應頻率點左右幾個頻點功率平均值歸一化到1Hz的功率譜密度。

?信道功率讀數：檢波器必須RMS，信道功率是信道帶寬之內，信號的平均功率值；通過Trigger - Gate設置，測量突發脈沖內的平均功率。

?時域功率讀數：建議采樣值檢波器，RMS對應測量時間內的總平均功率，peak值對應測量時間內的PEP峰值包絡功率值。

?信號統計讀數：平均功率，PEP峰值包絡功率值和峰均比；可以設置Trigger - gate，統計突發脈沖內的功率。

?信號解調功能選件中的功率讀數：默認表示對應上下行脈沖內的平均功率。

頻譜儀接收機的電平單位：

?頻譜儀和測量接收機默認電平單位是功率dBm，可設置其它如電壓單位dBμV或線性電壓V，電流單位dBμA或線性電流A等。

?功率譜密度的單位dBm/Hz。

?EMI接收機默認電平單位是電壓，也可設置為功率或電流單位。

?頻譜儀和接收機內置轉換因子功能，例如激活天線因子，電平值顯示為場強dBμV/m。

功率計的電平讀數

功率計顯示的電平值是信號在50Ω電阻上的功率值，默認單位dBm或線性功率W，一般可以自動計算顯示電壓dBμV或線性電壓V。功率計的功率電平測量值，對應其工作頻率范圍內所有信號總功率。

功率傳感器分為熱電傳感器和二極管傳感器技術，二極管傳感器又劃分為通用型和寬帶型，所有的傳感器都適用于連續平均功率測量，通用型傳感器另外可以分析時分TDD信號的時隙內功率，寬帶型傳感器可以分析脈沖曲線參數和信號統計分析(APD和CCDF)。

?連續平均功率：測量工作頻率范圍內的平均功率。

? 時隙功率：TDD信號每個突發脈沖內的平均功率。

?脈沖功率曲線分析：脈沖包絡波形信號，測量顯示信號的瞬時峰值包絡功率和平均功率，還有脈寬周期等時間參數。

?信號統計分析：平均功率，PEP峰值包絡功率值和峰均比。

示波器的電平讀數

示波器縱軸顯示信號波形的幅度，默認顯示信號在示波器內阻上的電壓值。示波器內阻有50Ω和1MΩ選擇，1MΩ只能工作在幾百MHz頻率較低的范圍。在高性能示波器如R&S RTP上，內阻只有50Ω一種設置。

電壓波形：橫軸時間，縱軸電壓，可自動計算顯示峰值和RMS值，在幾百MHz頻率較低的范圍，內阻50Ω時測量值是1MΩ時的50%。

FFT：橫軸頻率，縱軸功率電平dBm，對應信號電壓的RMS值的平方比內阻值。