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有線電視系統(tǒng)中大量使用光端機、放大器、分支器、分配器、電纜等設(shè)備和器材，這些設(shè)備和器材都是系統(tǒng)的重要組成部分，只有這些設(shè)備的各項指標均滿足系統(tǒng)設(shè)計要求，才能保證整個系統(tǒng)的質(zhì)量。這些設(shè)備和器材的各項指標中，如帶內(nèi)平坦度、插入損失、分配損失、增益、反射損耗等，均需要使用射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀進行測量。下面以美國Agilent公司生產(chǎn)的射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀8712ET為例，介紹射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀的原理和使用。
18712ET簡介
8712E是Agilent公司生產(chǎn)的系列經(jīng)濟型射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀，其中ET型是傳輸/反射分析儀。
1.18712ET基本原理
8712ET是在一臺射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀的基礎(chǔ)上增加了若干硬件、軟件構(gòu)成。圖1是射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀的原理方框圖，它由掃頻信號發(fā)生器（通常內(nèi)置）、用于分離前向和后向測試信號的測試部分、一個多波段相位相干高靈敏度的接收器、信號處理和顯示等部分組成。
圖1原理方框圖
在進行測量時，儀器發(fā)出掃頻信號，信號通過輸出口送到待測設(shè)備，信號通過設(shè)備后送回網(wǎng)絡(luò)分析儀。由于待測設(shè)備接口的輸入阻抗與網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出阻抗不可能理想匹配，必然會反射一部分信號。網(wǎng)絡(luò)分析儀對輸出和輸入信號進行比較可得出待測設(shè)備的傳輸指標，如增益、插入損失、分配損失等；對輸出和反射信號進行比較可得出待測設(shè)備的反射指標，如反射損耗等。
1.28712ET主要參數(shù)和特點
8712ET的頻率范圍是300 kHz～1.3 GHz，頻率分辨率是1 Hz，頻率精度<5×10-6；不配置衰減器輸出功率范圍為0～+16 dBm，配置衰減器后可達-60～+15 dBm；系統(tǒng)阻抗有50 Ω和75 Ω兩種，在CATV系統(tǒng)中使用阻抗為75 Ω的；既可進行窄帶檢測，又可進行寬帶檢測，100 dB的動態(tài)范圍，掃描速度快（50 ms完成一次掃描）；具有各種接口，通過標準LAN(局域網(wǎng))接口數(shù)據(jù)能直接通過網(wǎng)絡(luò)共享，用PC應(yīng)用軟件分析、處理或發(fā)送到聯(lián)網(wǎng)打印機上。
1.38712ET儀器面板
8712ET的面板左邊是顯示屏，其用于顯示測量圖形和數(shù)值。屏幕右邊有8個軟鍵，分別對應(yīng)屏幕右邊排列的菜單。右上是軟盤驅(qū)動器，它下面左下框的數(shù)字鍵、旋鈕、上下鍵等用于數(shù)字輸入和修改。軟盤驅(qū)動器右下框的4個按鍵是系統(tǒng)鍵，用于存儲、調(diào)用系統(tǒng)配置或測量數(shù)據(jù)等操作。再下面的3個框分別是測量曲線選擇部分（對曲線1和2進行選擇）、信號源設(shè)置部分（包括頻率特性、掃頻特性、輸出功率和菜單，用于對選擇信號源各種參數(shù)進行設(shè)置）、配置部分（包括刻度鍵、顯示鍵、校正鍵、光標鍵、格式鍵和平均鍵，用于選擇各種配置進行設(shè)置）。右下是兩個N型接頭，左邊的是輸出接口，右邊的是輸入接口。
28712ET的基本操作
2.1測量前的工作
�。�1）儀器的各種軟、硬件是在購買時確定的，需要根據(jù)有線電視系統(tǒng)測量的特點正確配置。如系統(tǒng)阻抗必須是75 Ω，輸出功率范圍、動態(tài)范圍等都要滿足系統(tǒng)要求。
�。�2）設(shè)備加電前注意電源輸入選擇是否正確，特別是第一次開機時。和許多進口儀器相同，8712ET的電源輸入可以是交流110 V或220 V，使用前必須確保輸入選擇撥到220 V位置，否則會燒毀儀器電源模塊。
�。�3）儀器校正
8712ET在第一次使用、經(jīng)過一段時間使用或更換了測試線纜后，需要進行校正，其步驟為：開機預(yù)熱30 min，按下面板上校正鍵（CAL），按軟鍵選擇屏幕上選項進入自動校正，按照屏幕上的提示，依次將開路接頭、短路接頭接到輸出口，再按提示將輸出口和輸入口直通，依次操作并確認后校正就完成了。注意在校正時最好使用測量時使用的電纜，否則在后面測量的結(jié)果中將包括與原用電纜不同的測試電纜的相關(guān)因素，造成測試結(jié)果的誤差。
2.2傳輸和反射指標的測量
測量過程為：
�。�1）按曲線選擇鍵（MEAS1或MEAS2）選擇一條測量曲線，按軟鍵選擇測量項目為傳輸（Transmission）或反射（Reflection）。
（2）根據(jù)需要設(shè)置好8712ET輸出信號的頻率（包括起始頻率和終止頻率）、輸出功率、掃頻時間等參數(shù)。
�。�3）接入待測設(shè)備，調(diào)整屏幕顯示的坐標、刻度、光標位置等，將測量曲線調(diào)整到合適位置，移動光標或通過固定光標讀出各頻點電平值，獲得各種指標。
3各種指標的測量方法
3.18712ET在有線電視系統(tǒng)中主要測量的指標
使用8712ET可以測量有線電視系統(tǒng)中各種設(shè)備器材的很多指標。例如在有線電視光端機的指標測量中可測：帶內(nèi)平坦度、光發(fā)射機射頻輸入反射損耗、光接收機射頻輸出反射損耗等；在分配器的指標測量中可測：帶內(nèi)平坦度、分配損耗、相互隔離度、反射損耗等；在分支器的指標測量中可測：帶內(nèi)平坦度、分支損失、插入損失、反向隔離度、分支隔離度、反射損耗等；在放大器的指標測量中可測：帶內(nèi)平坦度、正反向增益、反射損耗等；在電纜的指標測量中可測：衰減特性、特性阻抗等；還有混和器、濾波器、調(diào)制器等設(shè)備器材的指標這里就不一一列舉了。
從上面列舉可看出，8712ET主要測量的還是帶內(nèi)平坦度、衰減/增益、反射損耗3類指標。
3.2帶內(nèi)平坦度的測量
帶內(nèi)平坦度表示在工作頻帶內(nèi)各頻率點電平相對基準頻率點電平的變化量，變化量越小指標越好。國標對不同設(shè)備器材的帶內(nèi)平坦度要求不一樣，如I類干線放大器的指標要求是±0.3 dB，則表明一平坦信號通過此類放大器后，在工作頻帶內(nèi)各頻點的電平最大值和最小值之差必須小于0.6 dB，否則就不合格。
帶內(nèi)平坦度用8712ET的傳輸項進行測量，只需將待測系統(tǒng)串接在8712ET的輸出和輸入口之間，從顯示屏上讀出其工作頻帶內(nèi)電平最大值和最小值，將這兩個值相減并除以2即是它的帶內(nèi)平坦度指標。
3.3各類衰減和增益的測量
這些指標的測量主要是比較信號通過設(shè)備器材后的電平變化量。用8712ET的傳輸項進行測量，讀出在指定頻帶內(nèi)的電平最小值即可。各種指標表示了不同的含義，測量時接法也不相同，分別介紹如下：
�。�1）分配損失：是指傳輸信號在分配器的輸入端和輸出端的信號電平差。測量時將8712ET輸出接到分配器的輸入端，將8712ET輸入接到分配器的輸出端。國標根據(jù)分配器輸出口數(shù)量對分配損失指標有不同要求。
（2）相互隔離度：是指從分配器某一輸出端加入的信號電平與從其他輸出端測得的輸出電平之差。測量時將8712ET輸出接到分配器的一個輸出端，將8712ET輸入接到分配器的另一輸出端。
�。�3）插入損失：是指分支器主路輸入端電平與主路輸出端電平之差。測量時將8712ET輸出接到分支器的輸入端，將8712ET輸入接到分支器的分支輸出端。
�。�4）分支損失：是指分支器主路輸入端電平與分支輸出端電平之差。測量時將8712ET輸出接到分支器的輸入端，將8712ET輸入接到分支器的分支輸出端。分支損耗與插入損失成反比，并與分支口數(shù)量有關(guān)。
�。�5）分支隔離度：是指從分支器某一分支輸出口加入的信號電平與從其他分支輸出口測得的輸出電平之差。測量時將8712ET輸出接到分支器的一個分支輸出口，將8712ET輸入接到分支器的另一個分支輸出口。
�。�6）反向隔離度：是指從分支器主路輸出端加入的信號電平與從分支輸出口測得的輸出電平之差。測量時將8712ET輸出接到分支器的主路輸出端，將8712ET輸入接到分支器的分支輸出口。
�。�7）增益：是指放大器對信號的放大倍數(shù)，即輸入電平與輸出電平之差。對于雙向放大器還有正向增益和反向增益的區(qū)別，測量正向增益時將8712ET輸出接到放大器的輸入端，將8712ET輸入接到放大器的輸出口；測量反向增益時，接法相反。
�。�8）電纜的衰減特性：是指電纜由于電阻、漏電等因素對信號的衰減，一般用dB/km表示。測量時將待測電纜串在8712ET輸入、輸出端之間，用測量值除以待測電纜長度即可。
以上指標中，除增益外大多指標在不同頻段要求不同，需要分頻段讀取。另外，除隔離度在測量時讀取最大值外，其他指標在測量時讀取最小值。
3.4反射損耗的測量
有線電視系統(tǒng)中要求設(shè)備器材的輸入、輸出阻抗和同軸電纜特性阻抗都是75 Ω，理想情況下，各部分阻抗完全匹配，則系統(tǒng)的反射損耗無窮大。而實際中不可能完全阻抗匹配，反射損耗就可以反映設(shè)備器材的阻抗是否標準。
在實際測量反射損耗時，用8712ET的反射項進行測量，只需將設(shè)備待測接口或電纜接在8712ET的輸出口，讀取工作頻段的電平最大值即可。
4測量中的一些注意事項和技巧
4.1一些注意事項
在使用8712ET進行測量時，除按上面的步驟和方法進行測量外，還要特別注意以下一些事項，否則不但可能影響測量結(jié)果的準確性，還可能損壞儀器。
�。�1）待測設(shè)備接口不能帶電。例如大多數(shù)放大器的接口可饋電，電壓一般是交流60 V，如此接口接到8712ET上會損壞儀器。測量前，必須確保此接口的饋電輸出保險已拔出，并用萬用表測量確定無饋電輸出。
�。�2）8712ET和待測設(shè)備必須統(tǒng)一接地。保證8712ET和待測設(shè)備的地電位相同是很重要的，既保證測試人員在測量時不受電擊，也避免對設(shè)備造成損壞，同時確保測量結(jié)果準確。
�。�3）測試電纜的接口必須與待測接口類型匹配，并盡量減少中間環(huán)節(jié)。由于大多數(shù)有線電視設(shè)備和器材使用F接頭，且分為公、英制，測量前應(yīng)準備好N轉(zhuǎn)公制F的電纜和N轉(zhuǎn)英制F的電纜，將8712ET和待測設(shè)備直接連接，避免用轉(zhuǎn)換頭和轉(zhuǎn)接線，或公英制混接，否則增加中間環(huán)節(jié)或接頭不匹配都將影響測量結(jié)果，混接還易磨損接頭。
�。�4）測試中更換了測試電纜要重新對8712ET進行校正，否則會由于測試電纜之間的指標差異造成測量結(jié)果的誤差。
（5）要根據(jù)待測設(shè)備情況正確設(shè)置輸出電平和掃頻時間。各種設(shè)備器材，特別是一些有源設(shè)備對輸入電平有要求，如果輸入信號電平偏高或偏低，都可能造成設(shè)備工作不正常，影響測量結(jié)果。由于8712ET發(fā)出的是掃頻信號，不同于有線電視信號（許多頻道同時存在信號），信號的有效電平要進行換算。同時需要注意8712ET在屏幕上顯示的電平單位是dBmW，而不是dBmV，將它換算為日常使用的dBμV要加108.75，即0 dBmW=108.75 dBμV。
另外還要注意掃頻時間的選擇。對于許多設(shè)備掃頻時間多少沒有關(guān)系，但對于光端機，只有掃頻時間大于5 s，設(shè)備才能正常工作。
（6）測量傳輸時要注意一些設(shè)備中衰減和均衡的設(shè)置。如大多數(shù)放大器中都有衰減和均衡的調(diào)節(jié)旋鈕或插片，測量時要把這兩項調(diào)到0。
（7）測量時設(shè)備器材的一些相關(guān)空接口要連接標準75 Ω負載，否則會影響測量結(jié)果。
�。�8）測量中使用到的接頭、負載等非待測設(shè)備和器材必須合格，而且在校正時盡量將它們計入，否則也會影響測量結(jié)果的準確性。
4.2測量技巧
8712ET的使用很方便，一些功能可提高測量效率，下面是使用中的一些邢繁瑣，可按刻度鍵（SCALE），再用軟鍵選擇自動調(diào)整（autoscale），則儀器會自動選擇合適的配置將全部曲線調(diào)整到屏幕上顯示，并保證曲線盡可能充滿屏幕，便于觀測。
�。�2）利用儀器自動查找最大值和最小值。各種指標測量中經(jīng)常要讀取最大值和最小值，通過手動移動光標雖然也可找到，但未必準確，特別是近似點較多時。此時可利用儀器的自動查找功能，按光標鍵（MARKER）后用軟鍵選擇光標查找（Marker Search），再選擇“Mkr->Max”或“Mkr->Min”來查找最大值或最小值，儀器會將自動查找的結(jié)果及所在頻點顯示出來。
（3）利用多個光標同時讀出多個讀數(shù)。在測量一些指標時要分多個頻段進行，如測量分配損耗時，分成5~65 MHz，65~550 MHz，550~750 MHz，750~1 000 MHz 4段測量，如果手動移動光標查找每段最小值會很慢。這些指標在各頻段經(jīng)常是隨著頻率增加單調(diào)變大或變小，這時可利用多個光標同時讀數(shù)。以測分配損耗為例，按光標鍵后用軟鍵選擇各個光標，將marker 1-5的頻率分別設(shè)為5、65、550、750、1 000 MHz，這些光標的值會顯示在屏幕右側(cè)，從曲線上看，如果這些頻點是該頻段最小值，就以這個值作為該頻段的指標，如果不是再用marker 6手動查找該頻段最小值。
�。�4）利用兩條曲線同時測量傳輸和反射指標。8712ET有兩條測量曲線，即MEAS1和MEAS2，可以利用它們同時測量兩項指標。先按曲線1鍵，用軟鍵選擇測量項目為傳輸，再按曲線2鍵，用軟鍵選擇測量項目為反射，這時屏幕上會同時顯示兩條曲線，可分別測量傳輸和反射指標。如果測某端口的兩個指標可以一次完成，無需切換。通過設(shè)置既可將兩條曲線放在同一坐標中，也可放在上下兩個坐標中。
（5）測量時一些經(jīng)常用到的設(shè)置可以保存下來，在使用時直接調(diào)用，不用每次重新設(shè)置。例如分配損耗測量的設(shè)置就可以保存下來，先按系統(tǒng)部分的保存/調(diào)用鍵（SAVE RECALL），再用軟鍵選擇保存或調(diào)用設(shè)置。
射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀是測量有線電視系統(tǒng)各種設(shè)備和器材的指標的關(guān)鍵儀器，配合頻譜分析儀（如Agilent 8591C、泰克2715等）可以完成各種主要指標的測量，被大量應(yīng)用在設(shè)備器材選型、系統(tǒng)安裝、調(diào)試、驗收中，有線電視技術(shù)人員應(yīng)熟悉和掌握它們的使用方法。
摘自 有線電視
