频谱仪如何进行准确的测试呢？
射频同轴线缆特征阻抗的选择，主要取决于功率容量、衰减强度、可加工性等因素，然而最大功率容量和最小衰减性能对应的特征阻抗是不同的。在射频领域通常采用50 ohm特征阻抗的原因，就是综合考虑了以上因素。也就是说，50 ohm特征阻抗对应的功率容量和衰减性能都不是最佳的。单论衰减性能，75 ohm特征阻抗要比50 ohm低不少，但是其应用领域比较专一，主要应用于广播、电视信号的信号传输。
本文就跟大家聊一聊75 ohm系统下的信号测试，对于这种信号的测试，如果频谱仪支持75 ohm系统阻抗，可以直接进行测试。但是，绝大多数通用频谱仪只有50 ohm系统阻抗，如何进行准确的测试呢？
如果频谱仪仅支持50 ohm系统阻抗，直接测试诸如广播、电视信号，那么测试的信号电平必然由于阻抗失配而存在较大的误差。为了提高电平测试精度，必须要引入阻抗匹配电路。
直接串接25 ohm的电阻能否改善电平测试精度？
当然，此处认为电阻可以覆盖工作频率范围。如图1（a）所示，当串接一个25 ohm电阻时，在参考面ref. 1处，阻抗是匹配的，而在参考面ref.2处，阻抗严重失配，回波损耗达到-9.5 db。相比之下，不使用任何匹配，直接将源连接于频谱仪测试时，测试参考面处的回波损耗约-14 db。可见，直接串接25 ohm的电阻，反而不如直接连接测试的情况好。这种局部匹配的方式并不能有效改善测试精度。
（a） 通过25 ohm电阻实现阻抗匹配
（b） 通过一个匹配网络实现真正的阻抗匹配
图1. 75 ohm系统的测试需要阻抗匹配以提高电平测试精度
真正的阻抗匹配应该像图1（b）所示，无论是从哪个参考面看，阻抗都是匹配的，此时便可以实现高精度的电平测试。如何设计这种匹配电路呢？
匹配电路的设计有哪些考虑因素？
对于匹配电路的设计，需要从如下三个方面着手考虑：
（1） 匹配电路的带宽是否足够，是否具有平坦的幅频响应；
（2） 匹配电路的损耗能否尽可能低，这对于弱信号的测试尤为重要；
（3） 是否可以实现完全匹配，只有完全匹配才可以实现高精度电平测试。
广播、电视通常工作在vhf、uhf频段，可以通过采用电感、电容构成“l型”匹配网络实现50 ohm与75 ohm阻抗的变换，而且这种电抗性匹配网络的损耗非常低，但是其带宽较窄，而且幅频响应平坦度不是很好，除非采用高阶匹配电路，然而这又增加了匹配电路的设计难度和损耗。
有没有更合适的匹配电路设计方法呢？
答案是肯定的，通过采用高频电阻设计匹配网络，不仅可以实现完全匹配，而且具有平坦的宽带幅频响应，但缺点也是很明显的——损耗大。对于这种匹配电路，可以将其理解为一个具有阻抗变换作用的衰减器，目前市面上的这种50-to-75 ohm阻抗变换器基本都是采用这种设计方式。
损耗最小的电阻匹配网络——mlp
采用高频电阻设计匹配网络是很有讲究的，电阻毕竟会损耗信号，匹配网络中电阻太少起不到阻抗匹配的作用，电阻太多了损耗太大，会降低系统测试灵敏度。其实存在一种最低损耗的匹配网络，通过两个电阻即可实现，通常称之为minimum loss pad （mlp）。下面就介绍一下这种电阻匹配网络的设计，以及如何选择电阻的阻值。
图2. 由电阻构建的minimum loss pad
mlp阻抗变换网络的拓扑结构比较简单，就是由两个电阻构建的“l型”网络，如图2所示，如果要在左、右两个参考面处得到期望的阻抗，两个电阻值应该如何选取呢？
电阻值的确定需要根据欧姆定律计算，就是串并联阻抗的计算过程，具体推导过程不再详述，这里只给出结论。
考虑 z1 》 z2 的情况，则为了实现两个参考面处的阻抗匹配，需要的r1 和r2 分别为
如何确定mlp的衰减度呢？
mlp衰减度的确定依然需要根据欧姆定律，结合图3所示的等效电路图，便可以确定输入、输出电压之间的关系，继而确定输入、输出功率之间的关系。经过一番推导，输入、输出功率之间的关系如下
这意味着mlp阻抗变换网络的衰减度为
图3. 引入minimum loss pad后的等效电路图
对于50-to-75 ohm的阻抗变换设计，根据如上公式，可以确定电阻r1和r2分别为
r1=43.3 ω
r2=86.6 ω
对应的损耗为-5.72 db。实际使用频谱仪测试时，可以直接将此损耗值写入频谱仪，以对测试的电平值自动进行补偿。
值得一提的是，采用三个或更多个电阻同样可以实现阻抗变换，只是这种更高阶的电路意味着更大的损耗。而一个电阻无法实现阻抗变换，因此图2所示的这种网络是起到阻抗变换的最小衰减网络，这也是称之为minimum loss pad的原因。
另外，选择电阻时也要注意电阻的频率范围，必须要能够覆盖所要测试的信号频率范围，否则设计的阻抗匹配网络将达不到预期的效果。
75 ohm系统的接口是什么样的？与50 ohm系统的接口兼容吗？
测试中常用的bnc、n、smb、smc等接口都有50 ohm和75 ohm特征阻抗之分，在广播、电视领域，应用更多的是75 ohm特征阻抗的n型接口。
对于同轴连接器及线缆，特征阻抗取决于内外导体的半径之比。75 ohm的n型接口和50 ohm的n型接口，两者的外导体尺寸相同，而特征阻抗越高则内导体越细，两种接口如图4所示。因此，75 ohm的阳头可以与50 ohm的阴头相连接，而75 ohm的阴头却不能与50 ohm的阳头直接连接，否则会破坏连接器。
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直接串接25 ohm的电阻能否改善电平测试精度？
当然，此处认为电阻可以覆盖工作频率范围。如图1（a）所示，当串接一个25 ohm电阻时，在参考面ref. 1处，阻抗是匹配的，而在参考面ref.2处，阻抗严重失配，回波损耗达到-9.5 db。相比之下，不使用任何匹配，直接将源连接于频谱仪测试时，测试参考面处的回波损耗约-14 db。可见，直接串接25 ohm的电阻，反而不如直接连接测试的情况好。这种局部匹配的方式并不能有效改善测试精度。
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（1） 匹配电路的带宽是否足够，是否具有平坦的幅频响应；
（2） 匹配电路的损耗能否尽可能低，这对于弱信号的测试尤为重要；
（3） 是否可以实现完全匹配，只有完全匹配才可以实现高精度电平测试。
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