RIGOL DSA815-TG頻譜分析儀評測

　　頻譜分析儀是用于測量射頻信號幅度與頻率之間關(guān)系的測量儀器，通常用于頻域測量。而用于時域測量通常使用的儀器是示波器。頻譜分析儀可以用于測量頻率、功率幅度、諧波、帶寬以及其他射頻信號相關(guān)的參數(shù)。

　　圖1：RIGOL?的DSA815-TG頻譜分析儀

　　我在ARRL實驗室經(jīng)常進(jìn)行的一個重要測試項目是對發(fā)射機或功放進(jìn)行帶外輻射指標(biāo)的測試。在該指標(biāo)的測試過程中，會測量發(fā)射信號的所有諧波和雜散相對基波（載波）信號的電平幅度差。通常我們采用經(jīng)過計量的Agilent/HP 8563E頻譜分析儀進(jìn)行測試，這臺頻譜分析儀的頻率覆蓋范圍為9kHz～26.5GHz。HP 8563E是一臺非常精確的，實驗室級別的專業(yè)儀器，但它的價格會讓絕大多數(shù)火腿和電子愛好者望而生畏。即便是一臺二手的HP 8563E這樣的實驗室級別的頻譜分析儀，通常還要賣到幾萬美金的價格，廣大愛好者通常都沒有能力負(fù)擔(dān)這個價格區(qū)間的儀器。

　　
　　圖2?在實驗室里我們利用1~2個大功率衰減器和1個步進(jìn)衰減器將被測發(fā)射機的信號功率衰減到測試儀器能夠接受的一個安全的功率水平下（通常會調(diào)整到1mW左右的）。圖中DSA815-TG被用于測試一部2m手臺發(fā)射的基波信號和諧波信號。

　　結(jié)論： RIGOL的DSA815-TG是一臺資深電子愛好者及現(xiàn)場服務(wù)工程師能負(fù)擔(dān)得起的輕便型頻譜分析儀，還可應(yīng)用于無線電愛好者的各種無線電活動中。

　　RIGOL（北京普源精電科技有限公司）是一家近年來在測試測量領(lǐng)域嶄露頭角的中國公司，它的產(chǎn)品目前已經(jīng)廣泛的在全世界范圍內(nèi)進(jìn)行銷售。RIGOL最近推出了型號為DSA815的頻譜分析儀，頻率覆蓋范圍從9kHz～1.5GHz，在美國的定價從1295美元起。這臺頻譜分析儀在《QST》雜志上登過廣告，也在幾個火腿節(jié)上進(jìn)行過展示。ARRL的許多會員向我們咨詢這個儀器，他們覺得這個頻譜分析儀是“難以置信的好”。作為一名測試工程師，我也很好奇究竟這是不是真的，因此我們的產(chǎn)品評測編輯訂購了一臺DSA815-TG，該型號帶有工廠預(yù)裝的跟蹤源，價格為1495美元（不含稅）。

　　概 況

　　RIGOL的DSA815是一臺設(shè)計非常緊湊的儀器，主機頂部帶有提手，重量大約為9.4磅（約4.25公斤），既適合于實驗室使用，也適合于便攜移動使用。儀器的8寸彩色液晶屏占據(jù)了前面板上的主要面積，分辨率為800×480像素。這臺頻譜分析儀的絕大部分控制按鍵都與其他更高價位的同類儀器類似，因此任何熟悉頻譜分析儀使用的用戶都會很容易理解基礎(chǔ)功能的使用。

　　不需要通過大多數(shù)老式專業(yè)的頻譜分析儀上常見的GPIB接口，采用DSA815上的USB主從接口并配合控制面板上專用的PRINT（打?。┌粹o，可以非常容易的獲取屏幕顯示的頻譜曲線和相關(guān)儀器設(shè)置數(shù)據(jù)。（GPIB——General Purpose Interface Bus， 通用接口總線——又稱為IEEE488總線。RIGOL提供了一個USB轉(zhuǎn)GPIB轉(zhuǎn)換器選件。）我非常喜歡它的可翻轉(zhuǎn)前支撐腳設(shè)計，支撐起來以后使得儀器在臺面上的操作更加符合人體工程學(xué)要求。儀器的側(cè)面有通風(fēng)孔，所選用的風(fēng)扇也很安靜。

　　前面板上有兩個50Ω特性阻抗的N型接頭，分別用于射頻輸入（RF INPUT）和跟蹤源輸出（GEN OUTPUT）。在后面板上除了交流電源插座外，還有USB和LAN接口，以及3個BNC接頭，分別用于10MHz參考信號的輸入、輸出和觸發(fā)信號輸入。從外面看起來，整機設(shè)計顯得非常干練和現(xiàn)代，不知道內(nèi)部功能和性能如何呢？

　　盡管我沒能把這個儀器整機進(jìn)行拆解和分析（會影響校準(zhǔn)精度），但根據(jù)RIGOL的廠家解釋，“DSA815采用全數(shù)字中頻技術(shù)（利用DSP技術(shù)進(jìn)行數(shù)字信號處理），使得該頻譜分析儀在實現(xiàn)更小的分辨率帶寬設(shè)置的同時，減小了本底平均噪聲水平?！眱x器的最小分辨率濾波器帶寬為100Hz。采用全數(shù)字中頻技術(shù)能夠極大的降低硬件電路的復(fù)雜度，同時這是整機結(jié)構(gòu)十分緊湊的原因之一。儀器頻率覆蓋范圍為9kHz～1.5GHz，適用于絕大部分業(yè)余無線電設(shè)備的測試。RIGOL也提供其他系列的頻譜分析儀（DSA1000A系列），能夠覆蓋最高到3GHz的頻率范圍，并且具有更高的靈敏度和更窄的分辨率帶寬。

　　在ARRL實驗室當(dāng)中，我們的射頻屏蔽室和相關(guān)的測試儀器主要用于測試常見的業(yè)余電臺設(shè)備，不具備測試其他實驗室儀器的條件。為了驗證DSA815儀器性能指標(biāo)是否符合廠家宣稱的指標(biāo)水平，我將這臺儀器寄到了位于馬塞諸塞州Chelmsford市的Essco計量實驗室，該實驗室為我們實驗室中的測試儀器提供年度計量服務(wù)。Essco檢查了這臺儀器的所有性能指標(biāo)，很快就貼好計量標(biāo)簽并寄回到ARRL實驗室。表1列出了RIGOL這臺DSA815-TG的關(guān)鍵性能指標(biāo)，Essco經(jīng)過測試后也確認(rèn)其測試結(jié)果符合指標(biāo)“標(biāo)稱”。

　　表1 RIGOL生產(chǎn)的頻譜分析儀，型號為DSA815-TG，序列號DSA8A142400036

　　以下廠家聲稱的性能指標(biāo)經(jīng)位于馬塞諸塞州Chelmsford市的Essco計量實驗室檢定后確認(rèn)為符合指標(biāo)范圍。

　　應(yīng) 用

　　DSA815或者任何其他頻譜分析儀的使用者都需要非常注意輸入到儀器測試輸入端的功率水平。以RIGOL的產(chǎn)品（DSA815）為例，如果輸入超過+20dBm（100mW）功率的射頻信號到儀器當(dāng)中，很可能會有一定的風(fēng)險，如果儀器損壞的話，維修和重校準(zhǔn)的費用十分高昂。因此在測試過程中，通常在被測設(shè)備和頻譜分析儀之間要串聯(lián)功率衰減器和步進(jìn)衰減器。在實驗室中，處于安全考慮，以及避免由于過載帶來額外的測量誤差，通?？刂戚斎胄盘柗炔怀^1mW，或者利用衰減器將信號幅度衰減到這個大小再進(jìn)行測量。如欲了解更多關(guān)于我們?nèi)绾问褂妙l譜分析儀對業(yè)余電臺設(shè)備進(jìn)行各種測試的信息，請查看網(wǎng)站上的ARRL實驗室操作指南相關(guān)文檔。ARRL手冊中在測試測量一章中也詳細(xì)介紹了頻譜分析儀的相關(guān)使用方法。