在沒有高精度示波器的情況下，提高信號發(fā)生器幅度校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性可通過優(yōu)化測量方法、利用替代設(shè)備、改進(jìn)環(huán)境控制等手段實(shí)現(xiàn)。以下是具體方案及操作步驟：

一、利用替代設(shè)備進(jìn)行間接測量

1. 使用功率計(jì)（推薦）

• 原理：功率計(jì)直接測量信號功率（dBm），通過功率-幅度換算公式（Vrms=Z?10(PdBm/10)，Z為阻抗，通常50Ω）間接得到電壓幅度。
• 步驟：
  1. 將信號發(fā)生器輸出連接至功率計(jì)（確保阻抗匹配為50Ω）。
  2. 設(shè)置信號發(fā)生器輸出頻率（如1GHz）和幅度（如0dBm）。
  3. 記錄功率計(jì)讀數(shù)，若與設(shè)定值偏差超過±0.5dB，通過信號發(fā)生器幅度校準(zhǔn)功能調(diào)整。
• 優(yōu)勢：功率計(jì)精度通常達(dá)±0.1dB，遠(yuǎn)高于普通示波器幅度測量。
• 注意：避免功率計(jì)過載（如輸入功率超過+20dBm時需加衰減器）。

2. 使用頻譜分析儀

• 原理：頻譜分析儀可測量信號功率譜密度，通過積分得到總功率，間接推算幅度。
• 步驟：
  1. 連接信號發(fā)生器至頻譜儀輸入端，設(shè)置中心頻率與信號頻率一致。
  2. 調(diào)整分辨率帶寬（RBW）至信號帶寬的1/10（如1kHz信號設(shè)RBW=100Hz）。
  3. 讀取頻譜儀標(biāo)記的功率值（dBm），換算為電壓幅度。
• 優(yōu)勢：頻譜儀可抑制諧波干擾，提高測量信噪比。
• 局限：需手動換算功率至幅度，且低頻信號（<1MHz）測量精度可能下降。

3. 使用二極管檢波器+萬用表

• 原理：二極管檢波器將射頻信號轉(zhuǎn)換為直流電壓，通過萬用表測量直流值反推射頻幅度。
• 步驟：
  1. 選擇檢波二極管（如HSMS-2860）并搭建檢波電路（需匹配負(fù)載電阻，如50Ω）。
  2. 連接信號發(fā)生器至檢波電路輸入，萬用表測量輸出直流電壓。
  3. 根據(jù)檢波器靈敏度曲線（如 Vout=k?ln(1+Vrf2)）反推 Vrf。
• 優(yōu)勢：成本低（檢波器+萬用表總價<￥500），適合低頻信號（<100MHz）。
• 局限：需預(yù)先標(biāo)定檢波器特性，且高頻信號（>1GHz）需專用射頻檢波器。

二、優(yōu)化信號發(fā)生器自身校準(zhǔn)功能

1. 執(zhí)行完整的自校準(zhǔn)流程

• 步驟：
  1. 進(jìn)入信號發(fā)生器校準(zhǔn)菜單（如Keysight 33600A：UTIL:CAL:AUTO ON）。
  2. 選擇幅度校準(zhǔn)選項(xiàng)，設(shè)備將自動調(diào)整內(nèi)部增益和衰減器。
  3. 校準(zhǔn)完成后保存參數(shù)（如CAL:SAVE:ALL）。
• 注意：校準(zhǔn)前需預(yù)熱設(shè)備30分鐘，確保溫度穩(wěn)定。

2. 手動調(diào)整幅度修正表

• 原理：信號發(fā)生器內(nèi)部存儲幅度修正表（Lookup Table），記錄不同頻率點(diǎn)的幅度誤差。
• 步驟：
  1. 在關(guān)鍵頻率點(diǎn)（如1kHz、1MHz、1GHz）手動測量實(shí)際幅度（使用替代設(shè)備）。
  2. 計(jì)算誤差值（實(shí)際幅度-設(shè)定幅度），輸入至修正表（如CAL:AMPL:CORR 1GHz,-0.2dB）。
  3. 重啟設(shè)備使修正表生效。
• 優(yōu)勢：可針對性修正高頻段或非線性誤差。

三、改善測量環(huán)境與連接

1. 阻抗匹配優(yōu)化

• 問題：阻抗不匹配（如信號源50Ω輸出接75Ω負(fù)載）會導(dǎo)致反射，幅度測量誤差達(dá)-6dB。
• 解決方案：
  • 使用阻抗轉(zhuǎn)換器（如50Ω-75Ω匹配墊）或同軸電纜（如RG-223，特性阻抗50Ω）。
  • 驗(yàn)證匹配：通過S參數(shù)測試儀測量回波損耗（RL），確保RL>10dB（VSWR<1.5）。

2. 減少環(huán)境干擾

• 措施：
  • 屏蔽測量線纜：使用雙層屏蔽同軸電纜（如SMA-SMA型），外層接地。
  • 隔離電源：使用線性電源（如Keysight E3631A）替代開關(guān)電源，減少紋波噪聲。
  • 遠(yuǎn)離電磁源：將測量設(shè)備放置在遠(yuǎn)離手機(jī)、Wi-Fi路由器的位置。

四、低成本替代方案驗(yàn)證

1. 分壓器法（適用于低頻信號）

• 步驟：
  1. 搭建10:1分壓器（如1kΩ+9kΩ電阻串聯(lián)，輸入接信號發(fā)生器，輸出接萬用表）。
  2. 測量分壓后電壓 Vout，反推輸入幅度 Vin=10?Vout。
• 注意：
  • 電阻精度需達(dá)±0.1%（如Vishay金屬膜電阻）。
  • 避免電阻熱噪聲（選擇低溫漂型號，如±5ppm/℃）。

2. 音頻分析儀法（適用于<20kHz信號）

• 原理：音頻分析儀（如APx515）可精確測量音頻頻段信號幅度。
• 步驟：
  1. 連接信號發(fā)生器至音頻分析儀輸入端。
  2. 設(shè)置分析儀為“正弦波分析”模式，讀取幅度值。
  3. 若誤差超過±0.1dB，調(diào)整信號發(fā)生器幅度設(shè)置。
• 優(yōu)勢：音頻分析儀幅度精度可達(dá)±0.01dB，且支持自動校準(zhǔn)。

五、典型案例：校準(zhǔn)1GHz信號幅度

1. 設(shè)備準(zhǔn)備：
   • 信號發(fā)生器（如R&S SMB100A）、功率計(jì)（如Keysight N1913A）、50Ω同軸電纜。
2. 操作步驟：
   • 連接信號發(fā)生器→同軸電纜→功率計(jì)，確保所有接口緊固。
   • 設(shè)置信號發(fā)生器輸出1GHz、0dBm信號，預(yù)熱30分鐘。
   • 讀取功率計(jì)顯示值（如-0.2dBm），計(jì)算誤差（0dBm - (-0.2dBm) = +0.2dB）。
   • 通過信號發(fā)生器幅度修正功能輸入-0.2dB補(bǔ)償值。
3. 驗(yàn)證：
   • 重復(fù)測量3次，取平均值，確保誤差≤±0.1dB。

六、總結(jié)與建議

推薦策略：

1. 優(yōu)先使用功率計(jì)進(jìn)行高精度校準(zhǔn)（若預(yù)算允許）。
2. 結(jié)合信號發(fā)生器自校準(zhǔn)和手動修正表，覆蓋全頻段誤差。
3. 通過阻抗匹配和環(huán)境控制減少系統(tǒng)誤差。