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两种测量接收机的比较及其不确定度的分析与评定

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本文介绍了近年来实验室普遍使用的两款测量接收机：惠普公司的HP8902A以及Agilent公司生产的N5531S。分别对两款测量接收机的工作原理、性能和优缺点进行阐述，还针对校准中测量不确定度的分析与评定做了详细论述。

论文关键词：测量接收机,射频功率,测量误差,不确定度分析

高频信号发生器在现代通讯、导航等高科技领域中的研制和生产过程中起者十分重要的作用，测量接收机用于校准射频和微波信号发生器及衰减器，能对其各项性能：如输出电平、载波频率、调制深度、调制频率等参数做出快速、准确的判断。在测量信号时，测量接收机对信号造成的失真小，测试的幅度范围宽，准确度高。

1.1HP8902A测量接收机

HP8902A测量接收机是美国HP公司生产的，采用同轴开关设计，把同轴开关集成在功率传感器里面，并将高准确度的功率计和精密衰减器联合使用，运用微处理器控制进行存储比较、修正的信号分析仪器。优点是测量较方便，具有宽动态范围的绝对电平精确测量功能，准确度较高，但缺点是开关的老化，容易产生磨损。

1.1.1基本原理

HP8902A测量接收机是带有校准功能的外差式接收机。[1]它使输入信号变成固定中频信号，然后进行解调。在高频功率测量时，高频信号直接从功率灵敏头输入，信号被功率头内的热电偶吸收，随后产生与输入高频信号功率成比例的直流电压。HP8902A校准装置主要由测量接收机、11793变频器、本振信号发生器和功率探头（11722A、11792A）组成。当被测频率为2.5MHz～1.3GHz时直接用HP8902A测量接收机进行测试，频率高于1.3GHz后采用外接本振信号发生器和自身变频器与测量接收机组成的测试系统，先将被测信号变频到1.3GHz以下再测试。

1.1.2HP8902A测量接收机的主要优点与功能：

（1）频率范围：2.5MHz～26.5GHz

电平量程：0～-127dBm（2.5MHz～1.3GHz）

0～-110dBm（1.3GHz～26.5GHz）

分辨率：0.001dB

HP8902A的标准频率覆盖为1.3GHz，频率在1.3GHz以上需要通过下变频器进行混频后输出。

最小RF带宽：200Hz

（2）2个不同的解调带宽

（3）需要外接失真分析仪

（4）HP8902A只能连接（11722A/11792A）功率探头，

1.2N5531S测量接收机

N5531S测量接收机是美国Agilent公司生产的，它是基于AgilentPSA系列（E4447A）高性能频谱分析仪和EPM/EPM—P功率计而设计。[2]N5531S的频率覆盖可达40GHz以上，无需外部下变频器并且有可解决失真测量的能力。N5531S比HP8902A有更高的精度和更宽的解调带宽及频率范围，化工类论文发表操作更简单，灵活性也更高。

1.2.1基本原理

N5531S在整体框架上沿用了HP8902A的结构，但没有用到同轴开关，而是使用无源分路器，是将多功能测试合为一体的紧凑型系统。其测量接收机由功率计、功率探头（N5532BOption18、N5532BOption550）、衰减测量模块和调制度测量仪组成。但是整个系统是基于频谱分析仪和功率计，所以无论是功率测量还是射频测量，都只需要简单的连接便可以轻松完成。

1.2.2N5531S测量接收机的的主要优点与功能：

（1）频率范围：3Hz～44GHz

电平量程：（-10～-130）dBm

分辨率：0.001dB

最小RF带宽：1Hz

（2）测量Tuned-RFLevel操作简单

（3）典型的调制分析仪用户界面

（4）AM/FM/PM高性能解调分析

（5）更多（160个）的解调带宽

（6）直接连接自身功率探头，也可以连接其他功率计（EPM/EPM-P），“即插即用”简单、快捷。测量无需校准，不需要输入校准因子，只要进行清零就可以直接使用。

2射频电平校准方法

[3]测量接收机既可以测量宽动态范围的绝对电平，又可以测量相对电平（衰减）。测绝对电平时，功率计/功率探头所对应的与频率有关的校准因子，可用功率标准校准而得到，并将校准因子存入功率计内存中，以备调用。测量接收机的动态范围比较大，量程范围宽，可以从30dBm～-130dBm，而且调谐射频电平测量线性度高。当衰减量为0dB时，不确定度最小；当衰减量为110dB时，不确定度最大。

结论

HP8902A在测量接收机中具有非常重要的地位。它由功率计、衰减测量接收机和调制度测量仪三部分组成，可以测量频率、功率、衰减、调幅深度和调频频偏等参数。而Agilent公司后期推出的N5531S比HP8902A有更宽的频率范围，更高的精度和灵活性。N5531S比HP8902A还多了很强的频