頻譜分析儀的那些事兒--之跟蹤源（TG）

跟蹤源也稱(chēng)為TG（Tracking Generator），是頻譜分析儀的一種常見(jiàn)擴展功能。TG是一個(gè)信號源，它所產(chǎn)生的信號頻率完全與頻譜分析儀的調諧頻率相一致，也就是當前頻譜分析儀掃描到那個(gè)頻率TG就發(fā)出那個(gè)頻率的正弦波。掃描做主，TG做從，無(wú)需選擇，自動(dòng)關(guān)聯(lián)。
TG的定位是利用頻譜分析儀掃描的本振，當頻譜分析儀設置為零掃寬的時(shí)候，本振處于固定頻點(diǎn)的狀態(tài)，改變此時(shí)頻譜分析儀的中頻中心頻點(diǎn),TG的輸出將成為一個(gè)可調諧的模擬射頻信號源。但是TG結構上比較簡(jiǎn)單，指標上不能與獨立的射頻信號源相比，首先TG的頻率輸出分辨率受到掃描精度的限制，其次TG的功率輸出范圍有限，功率輸出分辨率同樣有限，功率輸出精度也有限。TG這個(gè)射頻信號源是一個(gè)模擬單音源，且相噪指標和頻譜分析儀相同。
當TG輸出跟隨掃描的時(shí)候，頻譜分析儀變成了一臺網(wǎng)絡(luò )分析儀，可以測量置于頻譜分析儀與跟蹤源之間的雙端口網(wǎng)絡(luò )器件的頻率響應，也就是S21。頻率范圍與頻譜分析儀相同，功率范圍是TG的功率輸出范圍，但是頻譜分析儀是基于包絡(luò )檢波的功率檢測，不能測量相位信息因此只是一臺標量網(wǎng)絡(luò )分析儀。對于同一個(gè)頻點(diǎn)，也可以執行功率掃描，使TG的輸出功率按照一定的步進(jìn)遞增，完成一個(gè)功率范圍的掃描。

如果在頻譜分析儀外部增加一個(gè)定向耦合器，將DTU輸入端的反射耦合會(huì )射頻輸入端（RF in），則這臺標量網(wǎng)絡(luò )分析儀就具有了測量S11反射系數的能力。S11揭示了器件和Z0（特性阻抗，典型值為50Ω）傳輸線(xiàn)之間的失配度，因為不是所有入射到器件中的能量都可以被完全吸收，部分能量將被反射回信號源，比較入射和反射信號可確定能量的傳輸效率，用于評估天線(xiàn)等射頻器件或模塊的電壓駐波比特性。

有的頻譜分析儀將定向耦合器內置在TG輸出端口內部，耦合端在內部反射回RF in。由于內置耦合器固定在儀器內部，使得其相頻響應校準成為可能，從而具有測量矢量S11的能力，最典型的例子是測量電纜故障點(diǎn)，是根據測量反射波的相位得到較精確的發(fā)射和反射關(guān)系，從而得到器件的阻抗不連續點(diǎn)的特性。
在測量S21傳遞特性時(shí)通常將校準線(xiàn)損稱(chēng)為“歸一化”：現將雙端口待測儀器取下，直連兩條端口的電纜和連接器，進(jìn)行TG的“歸一化”操作，則線(xiàn)纜的頻響將存儲在頻譜分析儀內部，此時(shí)顯示的響應將是一條理想的水平線(xiàn)，然后再將待測器件接入電纜之間，執行TG掃描，從而得到待測器件本身的幅頻特性。若更換了電纜，需要重新進(jìn)行“歸一化”操作。
在測量S11反射特性時(shí)，外部的連接電纜及定向耦合器的插損及耦合度都會(huì )影響實(shí)際測到的反射功率的大小，且定向耦合器的耦合度和插損及線(xiàn)纜的插損，都隨著(zhù)頻率變化而變化，通過(guò)校正所需頻率的線(xiàn)損及定向耦合器的插損和耦合度，將校準參考平面從射頻輸入口移至DUT端口，就可以消除這些影響。由于涉及到定向耦合器，校準方法通常需要開(kāi)路校準、短路校準、負載校準反射校準等。