譜分析儀工作原理-文庫吧
2025-06-08 16:44 本頁面
【正文】 你所要分析的信號。這是我們在日常工作中需多加小心的，因?yàn)楦鼡Q混頻器的費(fèi)用是很高的。 當(dāng)然，頻譜儀在輸入信號時并沒有直接將其接入混頻器，而是首先接入一個衰減器。這不會影響最終的測量結(jié)果，完全是為了儀表內(nèi)部的協(xié)調(diào)，如匹配、最佳工作點(diǎn)等等。它的衰減值是步進(jìn)的，為0dB、5dB、10dB，最大為60dB。 還有的頻譜儀是不能輸入直流的，否則也會損壞器件。另外，還應(yīng)注意不能有靜電，因?yàn)殪o電的瞬時電壓很高，容易把有源器件擊穿。日常工作中把儀表接地就會有很好的效果，當(dāng)然要有保護(hù)接地會更好。 在中頻，所有信號的功率幅度值與輸入信號的功率是線性關(guān)系。輸入信號功率增大，它也增大，反之相同。所以我們檢測中頻信號是可行的。另外，為了有效檢測，要有一個內(nèi)部中頻信號放大?；祛l器本身有差落衰減，本頻和射頻混頻之后它并不是只有一個單一中頻出來，它的中頻信號非常豐富，所有這些信號都會從混頻器中輸出。在眾多的諧波分量中，只對一個中頻感興趣。這是在儀器器件中已做好的，濾除其它信號。通過中頻濾波器輸出的信號，才是我們所要檢測的信號。 濾波器在工作中有幾個因素：，固定不變，其30dB帶寬可以改變。比如對廣播信號來說，其帶寬一般是幾十kHz，若信號帶寬是25kHz，中頻的帶寬一定要大于25kHz。這樣，才能使所有的信號全部進(jìn)來。如果太寬，就會混入其它信號；如果太窄，信號才進(jìn)來一部分，或是低頻成份，或是高頻成份。這樣信號是解調(diào)不出來的。 中頻帶寬設(shè)置根據(jù)實(shí)際工作的需要來決定的。當(dāng)然它會影響其它很多因素，如底噪聲、信號解調(diào)的失真度等。 經(jīng)過中頻濾波器的中頻信號功率就是反應(yīng)了輸入信號的功率。檢測的方法就是用一個檢波器，將它變?yōu)殡妷狠敵觯w現(xiàn)在縱軸的幅度。當(dāng)然還要經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換和一些數(shù)據(jù)處理，加一些修正和一些對數(shù)、線性變換。這足以給我們帶來信號分析上的許多方便。 頻譜分析是要分析頻域的。一個信號要分析兩個參數(shù)，一是幅度，二是頻率。幅度已經(jīng)得出，而頻率和幅度要對應(yīng)起來，在某一頻率是什么幅度。 下面介紹一下頻率是如何測量的，如何與幅度對應(yīng)起來。 其實(shí)很簡單。它是通過本振與掃描電壓對應(yīng)起來的。本振是一個壓流振蕩器。本振信號是個掃描信號。掃描控制是由掃描控制器來完成的。它同時控制顯示器的橫坐標(biāo)。從左到右當(dāng)掃描電壓在OV時，在顯示器上是0點(diǎn)，對本振信號來說是F1點(diǎn)，即起始頻率點(diǎn)。當(dāng)掃描電壓到10V時，在顯示器上是終止頻率點(diǎn)，本振電壓就是在終止頻率點(diǎn)，中間是線性的。通過這樣的方法，使得顯示器坐標(biāo)的每一點(diǎn)與本振FF2的每一點(diǎn)對應(yīng)起來（。當(dāng)我們操作頻譜儀進(jìn)行分析時，實(shí)際是在改變本振信號的頻率）。 下面簡單介紹一下用頻譜分析儀來評價發(fā)射機(jī)的方法。先了解一下發(fā)射機(jī)最基本的框圖，見圖3。首先是一個調(diào)制部分將基帶信號調(diào)制到中頻信號，然后將中頻信號上變頻到射頻信號上，還有一個與之相對的本振信號，對射頻信號進(jìn)行預(yù)放，再進(jìn)行功率放大之后送到天線上發(fā)射。 如何用頻譜儀對這樣一個發(fā)射機(jī)進(jìn)行測量。首先對它的發(fā)射信號從測量端口進(jìn)行測量（若是把發(fā)射信號直接送入頻譜儀，必然會把儀器燒壞）。在這里我們要測其功放的失真，發(fā)射信號的頻率、功率。對發(fā)射機(jī)內(nèi)部預(yù)放失真、增益、噪聲系數(shù)，混頻器的輸出功率，輸入功率進(jìn)行測量，得到混頻器的差落損耗。對混頻器的輸出功率進(jìn)行準(zhǔn)確測量，了解其工作點(diǎn)。對混頻器的本振信號進(jìn)行測量，得出本振信號的輸出頻率，了解其頻率精度。這個頻率精度也就決定了發(fā)射機(jī)的精度。 通過以上這些測量，可以得到對于發(fā)射機(jī)內(nèi)部信號、器件和輸出信號的多項(xiàng)參數(shù)，以描述這個發(fā)射機(jī)的性能。作為通訊的監(jiān)測，一般不去檢測其內(nèi)部的器件，只檢測其頻率、功率。只要這兩項(xiàng)指標(biāo)正常，就可以判定這部發(fā)射機(jī)是正常工作。 了解頻譜儀的功能，必須要考察頻譜儀的內(nèi)部噪聲、失真等等。一個放大器，要測它的失真、三階交調(diào)失真和諧波失真。三階交調(diào)失真是當(dāng)對一個放大器輸入二個頻率相近（如差10kHz）的信號，幅度一樣，由于放大器是非線性器件，在對這兩個信號進(jìn)行功率放大時，也會產(chǎn)生一些其它信號，如2F1F2和2F2F1，這兩種信號就是三階交調(diào)失真（見圖4上）。它的特性非?？拷虚g的信號，上面和下面都相差10kHz均勻排開。假設(shè)這個信號的帶寬是20kHz，這兩個交調(diào)失真的信號肯定會進(jìn)到信號的帶寬內(nèi)，對
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