專利名稱：頻譜分析儀自動校準系統的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及自動校準系統，更具體地涉及一種頻譜分析儀的自動校 準系統。
背景技術：
在無線通信計量領域，頻譜分析儀是最普遍、最重要的儀表之一，需要 對其頻率讀數、掃寬、分辨力帶寬及選擇性、噪聲邊帶、垂直刻度、分辨力
帶寬轉換對幅度影響、顯示平均噪聲電平和二、三次諧波失真等等參數進行 校準。
自1996年以來，頻譜分析儀校準裝置早已得以廣泛應用。近年來隨著 通信技術的發展，技術和測試方法不斷更新，該校準裝置也日趨完善；另一 方面，隨著計算機、測試智能化技術的發展，自動測試系統的開發和應用已 成為儀表測試技術發展的必然趨勢。
在這種條件下，亟需提供一種頻譜分析儀自動校準系統，該自動校準系 統能夠利用虛擬儀器技術，通過虛擬操作面板可以完成校準系統和被測儀表 的控制，實時顯示測試狀態，監控測試進度，計算測試結果，進行數據庫的 數據存儲，自動生成和打印校準報告等操作。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種頻譜分析儀自動校準系統， 其特征在于包括
信號發生器，用于提供射頻信號激勵；頻譜分析儀，用于讀取射頻信號的頻率、功率信息； 頻率計，用于讀取射頻信號的頻率信息；
帶有自動校準程序的PC機，通過GPIB卡控制信號發生器、頻譜分析 儀和頻率計等等儀表，根據國家頻譜分析儀的校準規范，自動程序控制這些 儀表來測試頻譜分析儀的各項指標性能。
一種頻譜分析儀自動校準系統，其特征在于包括
信號發生器，用于提供射頻信號激勵；
頻譜分析儀，為被測設備，用于分析所述信號發生器產生的射頻信號的 頻譜、功率信息；
頻率計，用于測量所述頻譜分析儀的參考輸出頻率準確度和校準信號的 頻率準確度；
帶有自動校準程序的PC機，通過GPIB卡控制信號發生器、頻譜分析 儀和頻率計，自動程序控制這些儀表來校準頻譜分析儀的各項指標性能。
根據本發明的優選實施例，所述帶有自動校準程序的PC機，通過GPIB 卡控制信號發生器、頻譜分析儀和頻率計，向信號發生器、頻譜分析儀和頻 率計發送指令讓其完成相應的操作，然后從信號發生器、頻譜分析儀和頻率 計處得到返回的結果。
根據本發明的優選實施例，所校準的項包括
頻譜分析儀的參考頻率、頻率讀數準確度、掃頻寬度、分辨力帶寬和選 擇性、剩余調頻、噪聲邊帶、參考電平、垂直顯示刻度、分辨力帶寬轉換對 幅度測量的影響、平均顯示噪聲電平、剩余響應、鏡像響應、輸入衰減器和 /或輸入頻響。
根據本發明，還提供一種利用頻譜分析儀自動校準系統進行校準的方 法，其特征在于包括
首先對信號發生器的功率進行校準后，將它的功率標準值寫入程序中， 然后在測試頻譜分析儀時能利用這些已經寫入的數據直接校準頻譜分析儀，既快捷又能準確的校準頻譜分析儀。
根據本發明的頻譜分析儀自動校準系統能夠實現對Aglient公司的PSA、 ESA、 856和859系列，Advantest公司的R31、 R32系列，Rohde&Schwarz 公司的FSU和FSP系列的頻譜分析儀的全自動化校準，并且還可以通過程 序對系統數據庫進行證書和測試數據的査詢，從而實現實驗室的測試自動化 管理。
根據本發明的自動測試系統控制軟件基于虛擬儀器技術，實現了友好人 機測試界面，測試功能清晰完整，實際操作方便快捷，極大的節省了測試時 間和人力；同時，軟件在設計中考慮到了測試精確度的因素，保證了量值測 量的準確性和可靠性。
雖然在下文中將結合一些示例性實施及使用方法來描述本發明，但本領 域技術人員應當理解，為并不旨在將本發明限制于這些實施例。反之，旨在 覆蓋包含在所附的權利要求書所定義的本發明的精神與范圍內的所有替代 品、修正及等效物。
本發明的其他優點、目標，和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進 行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言 將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其 他優點可以通過下面的說明書，權利要求書，以及附圖中所特別指出的結構 來實現和獲得。
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本 發明作進一步的詳細描述，其中-
圖1是根據本發明的頻譜分析儀自動校準系統的結構框架圖； -圖2是根據本發明的頻譜分析儀自動校準系統軟件結構圖；以及 圖3示出了根據本發明的測量頻譜分析儀3dB分辨力帶寬的流程圖。圖4示出了根據本發明的測量頻譜分析儀60dB分辨力帶寬的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步的詳細描述。需要注意 的是，根據本發明的頻譜分析儀自動校準系統的實施方式僅僅作為例子，但 本發明不限于該具體實施方式
。
圖l示出了根據本發明的頻譜分析儀自動校準系統的結構框架圖。該自 動校準系統是由信號發生器、頻譜分析儀、頻率計和帶有自動校準程序的 PC機組成。
其中頻譜分析儀是被測的設備，信號發生器提供射頻信號激勵給頻譜分 析儀。頻率計用來測量頻譜分析儀的10MHz參考輸出頻率準確度和校準信 號的頻率準確度。帶有自動校準程序的PC機控制各個儀表，并給各個儀表 發送指令讓儀表完成相應的操作，然后從儀表得到返回的結果。
參見圖2，示出了根據本發明的頻譜分析儀自動校準系統軟件結構。整 個測試系統的軟件使用Visual Studio VC++6.0作為開發工具，測試所得的校 準結果數據通過ADO技術和SQL語句保存到Access數據庫當中，自動校 準程序通過GPIB指令分別控制標準器測試儀表和被校頻譜分析儀，整體協 調它們之間的測試流程，能夠對頻譜分析儀的參考頻率、頻率讀數準確度、 掃頻寬度、分辨力帶寬和選擇性、剩余調頻、噪聲邊帶、參考電平、垂直顯 示刻度、分辨力帶寬轉換對幅度測量的影響、平均顯示噪聲電平、剩余響應、 鏡像響應、輸入衰減器和輸入頻響等等校準項目進行校準。同時還很容易添 加對當前幾種移動通信制式的數字解調校準功能。
根據本發明，利用頻譜分析儀自動校準系統進行校準的方法包括，首 先對信號發生器的功率和頻率進行校準后，將它的功率和頻率標準值寫入程 序中；然后在測試頻譜分析儀時能利用這些已經寫入的數據直接校準頻譜分 析儀。PC機控制信號發生器、功率計、頻率計以及被測頻譜分析儀自動測試 頻譜分析儀的參考頻率、頻率讀數準確度、掃頻寬度、分辨力帶寬和選擇性、 剩余調頻、噪聲邊帶、參考電平、垂直顯示刻度、分辨力帶寬轉換對幅度測 量的影響、平均顯示噪聲電平、剩余響應、鏡像響應、輸入衰減器和/或輸 入頻響等等技術指標。
其中頻率計用來讀取被測頻譜分析儀的10MHz參考頻率輸出和校準信
號輸出頻率準確度。測試平均顯示噪聲電平、剩余響應和輸入衰減器時，直 接接匹配負載到頻譜分析儀輸入端口 。其余項用信號發生器給頻譜分析儀提 供輸入信號進行測試。測試以上各項時，參數設置參考國家校準規范和頻譜 分析儀的技術指標。
下面將參照圖3和圖4，以測試頻譜分析儀分辨力帶寬及選擇性為例簡 要說明一下本系統的基本思路。
首先對信號發生器的功率進行校準得知，信號發生器的功率在一21和一 24dBm處相差3dB，因此可以以信號源的功率為準，來測量頻譜分析儀的 3dB帶寬。
用射頻電纜連接信號發生器和頻譜分析儀，信號發生器頻率調到 300MHz，置被檢頻譜分析儀中心頻率為300MHz，參考電平為-20dBm，垂 直刻度ldB/格，分辨力帶寬100Hz、掃頻寬度300Hz，視頻帶寬、掃描時間 等自動。信號發生器電平調到-24dBm，接通頻譜分析儀峰值游標，再接通 增量游標。將信號發生器電平調回-21dBm。微調信號發生器頻率，使游標 增量電平分別在信號峰值左邊和右邊下降至為0，讀出信號發生器頻率f左 (—3dB)， f右(一3dB)。按公式(1)計算實際分辨力帶寬RBWs。
RBWs= f右(—3dB) - f左(—3dB) (1)
設置其它分辨力帶寬，掃頻寬度的設定約為分辨力帶寬的3到4倍。按 以上方法重復操作。
用射頻電纜連接信號發生器和頻譜分析儀，信號發生器頻率調到300MHz，置被檢頻譜分析儀中心頻率為300MHz，參考電平為-10dBm，垂 直刻度10dB/格，分辨力帶寬100Hz、掃頻寬度2kHz，視頻帶寬、掃描時間 等自動。信號發生器電平調到-70dBm，接通頻譜分析儀峰值游標，再接通 增量游標。將信號發生器電平調回-10dBm。微調信號發生器頻率，使游標 增量電平分別在信號峰值左邊和右邊下降至為0，讀出信號發生器頻率f左 (一60dB)， f右(一60dB)。按公式(2)計算實際60dB分辨力帶寬RBWs。 60dBRBWs= f右(—60dB) - f左(一60dB) (2) 設置其它分辨力帶寬，掃頻寬度的設定約為分辨力帶寬的20倍。按以 上方法重復操作。
最后，要得到100Hz的選擇性，用60dB RBWs除以RBWs，其它分辨 力帶寬的選擇性計算方法也是該分辨力帶寬的60dB RBWs除以該分辨力帶 寬對應的RBWs。
另外，當我們在校準頻譜分析儀二、三次諧波時，由于信號發生器本身 會有二、三次三次諧波，這樣校準頻譜儀的時候，就不能確定頻譜分析儀顯 示的諧波是信號發生器產生的還是頻譜分析儀產生的，我們通過將信號發生 器的輸出端接到一個濾波器箱的射頻輸入端，將濾波器箱的射頻輸出端接到 頻譜分析儀的輸入端。這樣將信號發生器的輸出信號濾波后，就能準確的測 量出頻譜分析儀的二、三次諧波了。
其它眾多校準項，也可以同樣通過預先對信號發生器的頻率和功率進行 校準的方法，然后以信號發生器為標準，快速方便的對頻譜分析儀進行校準。
綜上所述，根據本發明的頻譜分析儀自動校準系統能夠實現對Aglient 公司的PSA、 ESA、 856和859系列，Advantest公司的R31、 R32系列， Rohde&Schwarz公司的FSU和FSP系列的總共40個型號頻譜分析儀的全自 動化校準。基本覆蓋目前主流廠家常見的頻譜分析儀。自動測試系統控制軟 件基于虛擬儀器技術，實現了友好人機測試界面，測試功能清晰完整，實際 操作方便快捷，極大的節省了測試時間和人力；同時，軟件在設計中考慮到了測試精確度的因素，保證了量值測量的準確性和可靠性。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，顯然， 本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精 神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等 同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1. 一種頻譜分析儀自動校準系統，其特征在于包括信號發生器，用于提供射頻信號激勵；頻譜分析儀，為被測設備，用于分析所述信號發生器產生的射頻信號的頻譜、功率信息；頻率計，用于測量所述頻譜分析儀的參考輸出頻率準確度和校準信號的頻率準確度；帶有自動校準程序的PC機，通過GPIB卡控制信號發生器、頻譜分析儀和頻率計，自動程序控制這些儀表來校準頻譜分析儀的各項指標性能。
2. 根據權利要求l所述的頻譜分析儀自動校準系統，其特征在于 所述帶有自動校準程序的PC機，通過GPIB卡控制信號發生器、頻譜分析儀和頻率計，向信號發生器、頻譜分析儀和頻率計發送指令讓其完成相 應的操作，然后從信號發生器、頻譜分析儀和頻率計處得到返回的結果。 、3.根據
3 權利要求1或2的頻譜分析儀自動校準系統，所校準的項包括 頻譜分析儀的參考頻率、頻率讀數準確度、掃頻寬度、分辨力帶寬和 選擇性、剩余調頻、噪聲邊帶、參考電平、垂直顯示刻度、分辨力帶寬轉換 對幅度測量的影響、平均顯示噪聲電平、剩余響應、鏡像響應、輸入衰減器 和/或輸入頻響。
4. 一種利用頻譜分析儀自動校準系統進行校準的方法，其特征在于包括首先對信號發生器的功率和頻率進行校準后，將它的功率和頻率標準值寫入程序中；然后在測試頻譜分析儀時能利用這些已經寫入的數據直接校準頻譜分 析儀。
全文摘要
本發明提供一種頻譜分析儀自動校準系統，由信號發生器、頻譜分析儀和帶有自動校準程序的PC機組成。該系統能夠實現對各種常見系列的頻譜分析儀的全自動化校準，并且還可以通過程序對系統數據庫進行證書和測試數據的查詢，從而實現實驗室的測試自動化管理。本發明的自動測試系統控制軟件基于虛擬儀器技術，實現了友好人機測試界面，測試功能清晰完整，實際操作方便快捷，極大的節省了測試時間和人力；同時，軟件在設計中考慮到了測試精確度的因素，保證了量值測量的準確性和可靠性。
文檔編號G01R35/00GK101482603SQ20091007602
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月4日 優先權日2009年1月4日
發明者冉志強, 碩 馮, 孫景祿, 睿 張, 楊丁乙, 南 王, 郭隆慶 申請人:信息產業部通信計量中心