一、引言

　　显示平均噪声电平(DANL)决定频谱分析仪能够发现的最小信号，在 JJF 1396-2013 表 1 中列第 13 项，方法见第 6.13 条。这个项目测量的不是确定信号，而是仪器自身的噪声底——一个随机量。随机性带来两个后果：单次读数波动可达数 dB，必须依靠平均处理;任何外部干扰、连接失配或设置不当都会抬高读数，且只表现为"高一点"，不易察觉。

　　二、显示平均噪声电平校准方式的正确性分析

　　规程要求(第 4.11、6.13 条)：频率范围 9 kHz~50 GHz，输入衰减 0 dB，分辨力带宽归一化到 1 Hz。

　　规程 6.13.1 条要求被校频谱分析仪输入端接 50 Ω 终端负载(图 8)，这是方法的前提：DANL 表征仪器内部噪声，任何外部信号进入都会抬高读数，而匹配负载既提供标准源阻抗，又把外部信号引入降到最低。6.13.2 条设参考电平 -50 dBm、输入衰减 0 dB，检波器设取样方式、平均 20 次，并在频段内寻找信号峰值位置(忽略剩余响应峰值)，用"标记到中心"把中心频率移到该位置——DANL 应取频段中最差的点。6.13.3 条把分辨力带宽设为 1 kHz、扫频宽度 10 kHz，打开显示线置于噪声曲线平均位置，读取显示线值 DANL_r，再按公式(14)DANL = DANL_r - 10·lg(RBW) 归一化到 1 Hz。

　　三、手动测试过程与注意要点

　　依据第 6.13 条，手动测试流程如下：

　　第一步：连接终端负载。在被校频谱分析仪射频输入端口接上 50 Ω 终端负载(图 8)，测试期间不得接入其他信号。

　　第二步：初设并寻找最坏点。按表 A.12 设参考电平 -50 dBm、输入衰减 0 dB，检波器置取样、平均 20 次;扫描找到信号峰值位置(忽略剩余响应)，用标记到中心把中心频率设于该位置。

　　第三步：读数。置分辨力带宽 1 kHz、扫频宽度 10 kHz，打开显示线置于噪声曲线平均位置，读取显示线值 DANL_r。

　　第四步：归一化计算。按公式(14)计算 DANL，记录于表 A.12。

　　第五步：按表 A.12 更换频段重复。

　　手动测试需重点关注：

　　(1)输入端必须是 50 Ω 匹配负载。开路会引入环境电磁场耦合，读数可能抬高十几 dB，而且看起来"只是高一点"。

　　(2)输入衰减必须置 0 dB，否则衰减器自身热噪声会成为测量下限，测到的就不再是被校仪器的噪声底。

　　(3)检波器必须置取样方式，不可用峰值检波;平均次数须置 20 次并确认平均已完成。

　　(4)显示线要放在噪声曲线的平均位置，不能凭肉眼估放——对数刻度下 1 dB 的目视偏差就对应结果 1 dB 错误。

　　(5)要区分剩余响应峰值与噪声底;同时记录预放的开或关状态，否则数据无法比对。

　　四、ATC 自动测试要点与优劣分析

　　4.1 ATC 自动测试实现要点

　　(1)频段划分。工作区现有 N9020A 方案把频段分为 100 kHz~1 MHz、1 MHz~10 MHz、10 MHz~2.1 GHz、2.1 GHz~3.6 GHz 四段。

　　(2)显示线的可编程性是最现实的障碍。并非所有型号都提供可读回显示线数值的接口，替代做法是把标记置于噪声曲线平均位置后读回幅度值再归一化。

　　(3)必须显式开启平均并等待收敛，读数前确认平均已完成，否则读数被系统性抬高且不报错。

　　(4)检波器与衰减器要显式设置，多数仪器检波器默认为峰值方式，必须显式切到取样。

　　4.2 相比手动测试的优势

　　(1)四个频段的切换与参数重设由程序统一完成，不会出现某频段忘记改参考电平或衰减的情况。

　　(2)程序可依据扫描时间与平均次数动态计算等待时长，避免时间不足导致读数偏差。

　　(3)预放状态、衰减量、平均次数、检波方式全部随结果归档，重复性优于人工。

　　4.3 相比手动测试的不足

　　(1)显示线不可读的问题需要绕行方案，绕行方案本身会引入实现差异，不同型号之间难以统一。

　　(2)对连接状态无感知，人工能立刻看到输入端接的是负载还是电缆，程序只能依赖流程约束。

　　(3)读数接近限值边缘时，程序难以区分仪器临界与测量条件不理想。

　　显示平均噪声电平测的是随机量，其可靠性几乎完全由测量条件的规范性决定。手动测试能确认"接的是负载、信号没进来、显示线放对了位置"这些程序感知不到的前提;自动测试长于参数一致性、平均收敛判据与数据归档。