1. 概述
本文档是笛歌科技所研发的一款两级变频超外差架构低功耗高性能便携式实时频谱分析仪 DSA640（DSA680）的配套使用说明书。本文档帮助您了解便携式实时频谱分析仪 DSA640（DSA680）的功能、性能及特征。
2. 软件安装
有关 KPD 软件安装说明，请参阅《便携式实时频谱分析仪软件用户使用说明书-V1.0》，该软件在绿色文件夹下，可直接解压使用，在安装过程中，还需根据说明书安装驱动程序。
3. 软件要求
硬件平台推荐使用 Intel 四核八线程 i7 CPU、8GB 以上容量内存、256G 以上 SSD 固态硬盘（推荐使用写入速度超过 1000MB/s 的 NVME SSD）配置的台式电脑或笔记本电脑。
操作系统推荐使用 64 位 Windows 7/10 或 Windows Server 2008/2012。购买我们产品会提供一个光盘，里面会刻录附带的相关文档及软件。安装了驱动程序后，您就可以连接您的设备了。将 USB 3.0 Type-A 连接插入您的 PC 设备的 USB 端口，然后将 USB 3.0 Micro-B 的连接插入 DSA640(680) 设备上。请等待这个过程完成，然后再启动 KpdReceiver.exe 软件。
4. 了解 DSA640（680）硬件
本产品采用两级模拟变频接合数字下变频的超外差结构，有效避免了零中频架构的直流漂移及 IQ 不平衡产生的近端镜像。产品内置温补压控晶振，为变频通道本振源提供高质量的参考信号，同时可切换选择外参考输入。
在频谱规划过程中尽可能使用 RF 带通滤波器来抑制可能导致交调产物的信号，例如 RF 谐波、镜像频率和 1/2 镜像频率等。为了减少无法滤除的二阶互调产生的寄生响应，在前置放大器和混频器级均使用推挽放大器，从而有效消除偶数阶混频产物。使用前置可控衰减器和前置放大器可实现手动/自动增益控制。
数字化的 IF 数据从 ADC 传递到 FPGA 进行数字下变频、抽取滤波、FFT 等处理，并通过 USB 3.0 将打包后的频谱扫描数据或连续 IQ 数据流传输到 PC。用户可使用我司随产品附送的上位机 KPD 软件程序进行常规的宽带信号扫描、实时频谱监测记录等应用，也可利用我司封装好的 API 库函数进行二次开发，完全按照实际业务需求进行更为复杂和定制化的信号采集及分析解调处理工作。
5. DSA640（680）前面板与后面板介绍
前面板
- 一个 SMA 射频信号输入接口，最大功率 +20 dBm，输入阻抗 50 Ω
- STAT 提示灯（闪绿色，扫描模式下红绿交替闪烁）
- 另一版本带有外部 GPIO 接口的硬件版本可供选购
后面板
- SMA 外触发 / 1-PPS 同步输入接口，最大 3.3V-TTL 电平
- Micro-B 型带螺丝锁扣的 USB 3.0 母座，是上位机供电控制的接口
- SMA 外参考输入接口，频率 10 MHz，最大功率 +10 dBm
6. DSA640(680) 指标介绍
6.1 每个射频频率范围使用的中频信号 (IF)
DSA640（680）是一种两级超外差收音机，使用两个独立的中间频率 (IF)，这些频率是根据射频输入频率选择的。（注：括号内是 DSA680 的中频频率使用范围）
| 射频频率范围 (MHz) | 中频频率 (MHz) | LO 频率范围 (MHz) |
|---|---|---|
| 30M ~ 1800 | 2595（2605） | 2625 ~ 4395（2635 ~ 4405） |
| 1801 ~ 6000 | 1200（1238） | 3001 ~ 7200（3039 ~ 7238） |
6.2 杂散信号
即使没有信号输入，杂散信号也会出现。通常由内部电路的寄生振荡、混频器的二次谐波或其他非线性效应引起。这些虚假信号会干扰正常的信号接收和处理，影响设备的性能和可靠性。DSA640(680) 有一些低电平的杂散信号，通常不可见，除非这些信号的分辨率带宽打得很小。
DSA640 测试数据
| 射频中心频率 (MHz) | 杂散信号大小 | 参考电平 (dBm) | RBW |
|---|---|---|---|
| 300 | 288 MHz / -55 dBm | +20 | 500 |
| 300 | 288 MHz / -129 dBm | -70 | 500 |
| 500 | 480 MHz / -54 dBm | +20 | 500 |
| 500 | 480 MHz / -129 dBm | -70 | 500 |
DSA680 测试数据
| 射频中心频率 (MHz) | 杂散信号大小 | 参考电平 (dBm) | RBW |
|---|---|---|---|
| 600 | 690 MHz / -60.8 dBm | +20 | 500 |
| 600 | 586 MHz / -127 dBm | -70 | 500 |
| 700 | 791 MHz / -61.8 dBm | +20 | 500 |
| 600 | 791 MHz / -128 dBm | -70 | 500 |
6.3 无杂散动态范围
无杂散动态范围 (SFDR) 指载波频率（最大信号成分）的 RMS 幅度与次最大噪声成分或谐波失真成分的 RMS 值之比，SFDR 通常以 dBc（相对于载波频率幅度）或 dBFS（相对于 ADC 的满量程范围）表示。它跟 RBW、频率、增益和衰减设置有关。
DSA640 测试数据
| 输入射频频率 (GHz) | 动态范围 (dBc) | 参考电平 (dBm) 满增益 | RBW |
|---|---|---|---|
| 1G | -74 | -70 | 183 Hz |
| 6G | -68 | -70 | 183 Hz |
| 1G | -68 | -70 | 1K |
| 1G | -63 | -70 | 3K |
| 1G | -59 | -70 | 10K |
| 6G | -59 | -70 | 10K |
| 6G | -56 | -70 | 25K |
DSA680 测试数据
| 输入射频频率 (GHz) | 动态范围 (dBc) | 参考电平 (dBm) 满增益 | RBW |
|---|---|---|---|
| 1G | -71 | -70 | 183 Hz |
| 6G | -66 | -70 | 183 Hz |
| 1G | -62 | -70 | 1K |
| 1G | -57 | -70 | 3K |
| 1G | -53 | -70 | 10K |
| 6G | -53 | -70 | 10K |
| 6G | -53 | -70 | 25K |
6.4 平均噪声电平（DANL）
一个 50 欧姆的匹配负载连接在设备的输入端，在频谱分析仪软件的显示屏上将会看到横跨整个频段的噪声底，这就是 DANL。DANL 并不能代表射频输入端实际输入的噪声电平，而是输入端的噪声穿越了仪器内部的层层噪声后，在一定的平均方式和分辨率带宽下显示出来的电平。
DSA640 测试数据
| 输入频率范围 | DANL | Average | 参考电平 (dB) | RBW |
|---|---|---|---|---|
| 9 KHz ~ 30 MHz | -170 dBm/Hz | 10 次 | -70 | 3K |
| 30 MHz ~ 6 GHz | -170 dBm/Hz | 10 次 | -70 | 10 KHz |
| 9 KHz ~ 6 GHz | -167 dBm/Hz | 10 次 | -70 | 10 KHz |
DSA680 测试数据
| 输入频率范围 | DANL | Average | 参考电平 (dB) | RBW |
|---|---|---|---|---|
| 9 KHz ~ 30 MHz | -168 dBm/Hz | 10 次 | -70 | 3K |
| 30 MHz ~ 6 GHz | -167 dBm/Hz | 10 次 | -70 | 10 KHz |
| 9 KHz ~ 6 GHz | -168 dBm/Hz | 10 次 | -70 | 10 KHz |
接收灵敏度（等效 25 KHz 分辨率带宽）
| 输入频率 | 监测灵敏度 | Average | 参考电平 (dB) | RBW |
|---|---|---|---|---|
| 1G - 瞬时带宽 40M | -130 dBm | 10 次 | -70 | 183 Hz |
| 1G - 瞬时带宽 80M | -130 dBm | 10 次 | -70 | 183 Hz |
| 1G - 瞬时带宽 40M | -108.7 dBm | 10 次 | -70 | 等效 25 KHz |
| 1G - 瞬时带宽 80M | -108.7 dBm | 10 次 | -70 | 等效 25 KHz |
6.5 相位噪声
相位噪声指以载波的幅度为参考，在偏移一定的频率下的单边带相对噪声功率。这个数值是指在 1 Hz 的带宽下的相对噪声电平，其单位为 dBc/Hz。在 ADC 采样前的位置测试数据，便携式频谱分析仪设置中心频率 1 GHz，输入信号 1 GHz，输入信号功率 -50 dBm。
DSA640 测试数据
| 偏移频率 | dBm/Hz | 参考电平 |
|---|---|---|
| 100 Hz | -85.05 | -70 |
| 1 KHz | -95.65 | -70 |
| 10 KHz | -101.53 | -70 |
| 100 KHz | -105.00 | -70 |
| 1 MHz | -119.17 | -70 |
DSA680 测试数据
| 偏移频率 | dBc/Hz | 参考电平 |
|---|---|---|
| 100 Hz | -83.50 | -70 |
| 1 KHz | -95.22 | -70 |
| 10 KHz | -98.26 | -70 |
| 100 KHz | -102.94 | -70 |
| 1 MHz | -119.51 | -70 |
6.6 输出三阶截断点
三阶截断点是衡量接收机对带内两个频率为 f₁ = f + Δf 及 f₂ = f + 2Δf 的强输入信号形成 2f₁ - f₂ 和 2f₂ - f₁ 的互调干扰信号的抑制能力，用三阶互调输出截点 OIP3 = Pin + α/2 表示，其中 OIP3 为三阶截断点的值，用 dBm 为单位表示。
DSA640 测试数据
| 参考电平 | 1 GHz | 2.5 GHz | 4 GHz | 5.5 GHz |
|---|---|---|---|---|
| -70 dBm （链路增益 50） |
33.17 dBm | 33.98 dBm | 33.10 dBm | 33.47 dBm |
| -40 dBm （链路增益 25） |
33.03 dBm | 32.04 dBm | 32.62 dBm | 33.53 dBm |
| -20 dBm （链路增益 0） |
34.53 dBm | 33.66 dBm | 34.55 dBm | 35.13 dBm |
DSA680 测试数据
| 参考电平 | 1 GHz | 2.5 GHz | 4 GHz | 5.5 GHz |
|---|---|---|---|---|
| -70 dBm （链路增益 50） |
36 dBm | 35 dBm | 36.3 dBm | 34.92 dBm |
| -40 dBm （链路增益 25） |
32 dBm | 33.48 dBm | 34.06 dBm | 33.16 dBm |
| -20 dBm （链路增益 0） |
38.30 dBm | 35.72 dBm | 37.08 dBm | 35.635 dBm |
6.7 扫描速度
扫描速度本质是频谱仪从设定的起始频率到终止频率，完成信号采集、FFT 处理、数据显示的全过程耗时，单位通常为毫秒（ms）。测试设置全频段 9K ~ 6 GHz 的扫描速度。
DSA640 测试数据
| RBW 形状 | 3K | 10K | 25K | 30K |
|---|---|---|---|---|
| Flat Top | 8.57 G/s | 22.22 G/s | 28.70 G/s | 37.5 G/s |
| Nutall | 13.33 G/s | 30 G/s | 37.97 G/s | 37.97 G/s |
DSA680 测试数据
| RBW 形状 | 3K | 10K | 25K | 30K |
|---|---|---|---|---|
| Flat Top | 17.14 G/s | 35.29 G/s | 60 G/s | 60 G/s |
| Nutall | 28.57 G/s | 54.54 G/s | 71.42 G/s | 79.99 G/s |
7. 保修与免责声明
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