最近有人咨询我们关于安泰测试科技N5182A信号源双音测试的的方法，今天就详细的给大家讲下。

双音测试主要用于评估射频元器件（如功率放大器、混频器等）的线性度和非线性失真。通过观察两个频率相近、幅度相等的正弦波（双音信号）通过被测设备后产生的互调失真产物，可以计算出关键指标如三阶交调截断点（IP3）。

基本原理： 当两个频率为 f1 和 f2 的纯音信号通过非线性器件时，会产生新的频率分量，即互调失真。其中，三阶互调失真（IMD3） 分量（2f1 - f2 和 2f2 - f1）由于距离原始信号最近，难以被滤波器滤除，对系统性能危害最大，因此是测试的重点。

N5182A 双音测试使用方法

N5182A 可以通过两种主流方法生成双音信号：基带生成法和射频合成法。

方法一：基带生成法（推荐，精度高）

这种方法使用仪器的内部基带发生器（ARB）来生成一个包含两个正弦波的数字波形文件，然后通过DAC和调制器上变频到射频频率。这是最准确、最灵活的方法。

步骤：

连接与开机：

正确连接N5182A到被测设备，必要时在输出端接入衰减器以保护仪器和被设备。

打开N5182A电源，等待自检完成。

复位仪器： 按下 Preset 键，将仪器恢复到已知的默认状态。

选择基带模式：

按下 Mod 键，确保调制功能处于 On 状态。

按下 IQ 键，进入IQ设置菜单。确保 IQ Modulator 为 On。

按下 Baseband 键，进入基带设置。

载波设置：

按下 Frequency 键，输入你希望的双音信号的中心频率。例如，如果双音是 1GHz 和 1.001GHz，则中心频率设为 1.0005GHz。

按下 Amplitude 键，设置所需的输出功率电平。注意： 初始设置时功率不宜过大，建议从较低功率（如 -20 dBm）开始。

创建双音波形：

在 Baseband 菜单中，选择 Arbitrary Waveform 或 ARB。

选择“新建”或“编辑”一个波形。

你需要通过外部软件（如是德科技的 Signal Studio 软件，或使用 MATLAB/Python 生成）创建一个双音波形文件（.wav 或 .seq）。

波形生成原理： 在软件中生成两个频率分别为 f1 - f_center 和 f2 - f_center 的正弦波（即相对于中心频率的基带频率），然后将它们相加。例如，对于中心频率1.0005GHz，f1=1GHz，f2=1.001GHz，则基带频率为 -500kHz 和 +500kHz。

将生成的波形文件保存到U盘，然后插入N5182A前面的USB口。

在N5182A的ARB菜单中，选择“加载波形”，从U盘中选择你创建的双音波形文件。

播放波形：

加载成功后，选择“播放”该波形。

确保 ARB State 设置为 On。

验证信号：

使用频谱分析仪连接到N5182A的输出端口。

你应该在频谱仪上看到两个幅度相等、间隔为 |f1 - f2| 的纯净信号。

方法二：射频合成法（快速，但有局限性）

这种方法利用N5182A的列表扫描（List Sweep）或双CW模式来快速生成双音信号。

使用列表扫描模式：

Preset 仪器。

按下 List 键。

编辑列表： 创建一个包含两个点的列表。

点1：频率 = f1，功率 = P，驻留时间 = 无限大。

点2：频率 = f2，功率 = P，驻留时间 = 无限大。

触发设置： 将触发模式设置为“自动”或“连续”。

运行列表： 启动列表扫描。仪器会同时输出这两个频率的信号。

注意： 这种方法本质上是通过快速切换（在射频域合成）来产生双音，其纯度和准确性不如基带生成法，可能会引入额外的相位噪声或切换杂散，但对于要求不高的测试是可行的。

双音测试步骤（以测试功率放大器IP3为例）

搭建测试系统： N5182A -> 衰减器（可选）-> 被测功率放大器 -> 衰减器（必须，保护仪表）-> 频谱分析仪。

生成双音信号： 使用上述方法一在N5182A上生成双音信号，设置一个较低的初始输入功率。

测量基础功率： 在频谱分析仪上读取两个主音（f1, f2）的功率 P_out_fundamental (dBm)。

测量三阶互调失真： 在频谱分析仪上读取两个三阶互调产物（2f1-f2, 2f2-f1）的功率 P_out_IMD3 (dBm)。

计算OIP3：

OIP3 (dBm) ≈ P_out_fundamental (dBm) + ΔP / 2

其中 ΔP (dB) = P_out_fundamental - P_out_IMD3

扫描功率： 逐步增加N5182A的输出功率，重复步骤3-5，绘制IP3随功率变化的曲线，观察压缩点。

重要注意事项

输出功率与衰减器：

绝对禁止在未接衰减器的情况下，将N5182A的输出直接连接到有源器件（如功率放大器）的输入端，反射或泄漏的功率极易损坏N5182A昂贵的输出级。

在被测设备的输出端和频谱分析仪的输入端之间，也必须使用足够功率容量的衰减器，以保护频谱分析仪。

信号纯度：

基带生成法 是获得高纯度、低相位噪声双音信号的最佳选择。

使用射频合成法时，要注意仪器的相位噪声和切换杂散可能会影响IMD3的测量精度。

电平精度：

在设置功率时，考虑连接线缆和接头的损耗。如果要求精确，建议使用功率计进行校准。

预热与校准：

仪器开机后需要预热一段时间（通常30分钟）以达到稳定的工作状态，再进行精确测量。

定期对仪器进行校准，以确保其幅度和频率的准确性。

阻抗匹配：

确保整个测试系统阻抗匹配良好（通常是50欧姆），失配会引起反射，导致功率测量不准确并可能产生额外的失真。

频谱分析仪设置：

确保频谱分析仪本身的失真足够低，不会影响测量结果。可以通过直接将双音信号输入频谱仪并观察其IMD3来验证。

设置合适的分辨率带宽（RBW）和视频带宽（VBW）以准确分辨出主音和互调产物。

对于严谨的双音测试，强烈推荐使用 基带生成法（方法一）。它虽然步骤稍多，但能提供最可靠的测试信号。在整个过程中，安全第一，妥善使用衰减器是保护昂贵测试设备的关键。

如果您在是德科技N5182A MXG矢量信号发生器的操作过程中遇到问题，欢迎咨询我们，安泰测试科技提供是德仪器的免费技术支持18682985902（同微信）