【正文】 頻譜分析儀的工作原理和使用方法 ? 1. 概述 ? 2 頻譜分析儀的工作原理 ? 3 頻譜分析儀性能參數(shù)的基本概念 ? 4 頻譜分析儀的測量準確度 ? 5 頻譜分析儀使用中應注意的問題 ? 6 頻譜分析儀使用實例－ E4405B 頻譜分析儀的工作原理和使用方法 ? 1. 概述 ? 時域分析 ? 頻域分析 ? 頻譜儀的發(fā)展 ? 2 頻譜分析儀的工作原理 ? 頻譜分析儀的類型 ? . 實時頻譜分析儀 ? . 掃頻頻譜分析儀 ? 超外差掃頻頻譜分析儀的工作原理 ? 基波及諧波混頻 ? 3 頻譜分析儀性能參數(shù)的基本概念 ? 分辨力 (RBW) ? 選擇性 ? 剩余調(diào)頻 ? 邊帶噪聲 (相位噪聲 ) ? 自適應關(guān)系 ? 頻譜分析儀的工作原理和使用方法 ? 動態(tài)范圍 ? 靈敏度 ? 視頻帶寬 (VBW) ? 信號 /失真 ? 信號 /噪聲 ? 4 頻譜分析儀的測量準確度 ? 頻率測量準確度 ? 幅度測量準確度 ? 5 頻譜分析儀使用中應注意的問題 ? 6 頻譜分析儀使用實例－E4405B ? E4405B的前后面板開關(guān)，旋鈕，接頭的功能 ? 測量實例－測量 AM信號波形 ? 測量實例－看懂校準證書 1 概述 ? 時域分析 ? 頻域分析 ? 頻譜儀的發(fā)展 1 概述 ? 無論你是一個電子設備或系統(tǒng)的設計制造工程師，還是一個電子器件或系統(tǒng)的現(xiàn)場維護 /修理人員，都需要一臺能觀察并幫助你分析你的設備或系統(tǒng)產(chǎn)生的電信號或電信號通過你的器件或系統(tǒng)后質(zhì)量變化的情況，比如，信號的功率和幅度，調(diào)制或邊帶等等，通過分析來驗證你的設計，確定器件或系統(tǒng)的性能，判別故障點，找出問題的所在，這就是信號特性分析。 ? 目前，信號分析主要從時域，頻域和調(diào)制域三個方面進行。 1 概述 timeA m plitud e( po wer )frequency時域測量頻域測量1 概述 ? 時域分析 ? 所謂時域分析就是觀察并分析電信號隨時間的變化情況。例如，信號的幅度，周期或頻率等。時域分析常用儀器是示波器。但是示波器還不能提供充分的信息，因此就產(chǎn)生了用頻域分析的方法來分析信號。 ? ? 觀察并分析信號的幅度 (電壓或功率 )與頻率的關(guān)系，它能夠獲取時域測量中所得不到的獨特信息。例如諧波分量，寄生信號，交調(diào)、噪聲邊帶。最典型的頻域信號分析是測量調(diào)制，失真和噪聲。通常進行信號頻域分析的儀器就是頻譜分析儀。 .調(diào)制調(diào)制失真失真噪聲噪聲 ? 頻譜分析儀 (頻譜儀 )是信號頻域特性分析的重要工具。它將一個由許多頻率分量組成復雜的信號分解成各個頻率分量。每一個頻率分量的電平被依次顯示出來。 ? 頻域分析測量有許多獨特的優(yōu)點。用頻譜分析的方法很容易測量一個信號頻率，功率，諧波分量，調(diào)制假信號和噪聲等。 ? 30年代末期，第一代掃頻式頻譜儀誕生。 ? 60年代末期，可以為頻譜儀提供頻率和幅度的校準，前端預選的頻譜儀問世，它標志著頻譜儀從此進入了定量測試的時代。 ? 70年代末，隨著集成電路技術(shù)，快速 A/D變換技術(shù)，頻率合成技術(shù)，數(shù)字存儲技術(shù)，尤其是微處理器技術(shù)的飛速發(fā)展，頻譜儀的技術(shù)指標大幅度提高。頻率范圍擴展到 100Hz20GHz，分辨力帶寬達到 10Hz。 ? 現(xiàn)在，頻譜分析儀的測量頻率范圍已達到 30Hz50GHz，外混頻可以擴展到 mm波波段，分辨力帶寬從 1Hz3MHz，測量信號的動態(tài)范圍 100dB，顯示平均噪聲 110dBm。 2 頻譜分析儀的工作原理 ? 頻譜分析儀的類型 ? . 實時頻譜分析儀 ? . 掃頻頻譜分析儀 ? 超外差掃頻頻譜分析儀的工作原理 ? 基波及諧波混頻 2 頻譜分析儀的工作原理 ? 我們知道，當一個信號隨時間做周期或準周期變化時，用付里葉變換可以表示成一個基波分量及許多諧波分量之和的形式?；ê透鞔沃C波的能量按其頻率高低的次序排列就是信號的頻譜。 ? 對于非周期性信號 (如隨機信號 )可以看成是一個周期 T為無限大的周期信號，即頻率間隔為無限小，其譜線是連續(xù)的，稱為連續(xù)譜。 實時頻譜分析儀 ? 所謂實時頻譜分析儀是指能實時顯示信號在某一時刻的所有頻率成分的分析結(jié)果。見圖 。 輸入 預放 濾波 檢波 指示 圖 實時頻譜分析儀 實時頻譜分析儀 ? 被測輸入信號經(jīng)過寬帶預放放大后，由多路分配器分別送到并聯(lián)的多個帶通濾波器，每個濾波器從被測信號中選出與其相對應的頻譜分量，經(jīng)檢波器檢波后送到各個顯示器保持并顯示?，F(xiàn)在基本不用。 ? 還有一種快速付里葉變換 (FFT)式頻譜分析儀也屬于實時型頻譜分析儀，見圖 。 實時頻譜分析儀 ? 還有一種快速付里葉變換 (FFT)式頻譜分析儀也屬于實時型頻譜分析儀，見圖 。 實時并聯(lián)濾波測量全頻譜 LCD 顯示Aff1f2傅里葉分析圖 傅立葉分析儀 實時頻譜分析儀 ? 圖 。由于取樣與A/D轉(zhuǎn)換速度的限制，快速付里葉變換 (FFT)式頻譜分析儀無法用于高頻及微波范圍的頻譜分析儀。 A D FFT 衰減器 模擬濾波器 取樣器 數(shù)字濾波器 處理器 顯示器 模 /數(shù)變換器 fs 圖 儀原理框圖 掃頻頻譜分析儀 ? 調(diào)諧濾波式頻譜分析儀是用掃描發(fā)生器驅(qū)動調(diào)諧濾波器，在整個頻率范圍內(nèi)改變一個帶通濾波器的中心頻率來工作的。隨著中心頻率的移動，依次選出的被測信號各頻譜分量，再經(jīng)濾波器和視頻放大后加到顯示器的垂直偏轉(zhuǎn)電路。而水平偏轉(zhuǎn)的輸入信號來自驅(qū)動并調(diào)諧帶通濾波器的同一掃描發(fā)生器。這樣，水平軸就可以用于表示頻率。 ? 目前大量使用的是超外差式頻譜分析儀。它又可以分為掃中頻和掃高頻 (掃前端 )兩種。 ? 較老式的頻譜儀大都是掃中頻