頻譜分析儀的工作原理介紹-wenkub
2023-07-08 19:18:55 本頁(yè)面
【正文】 圖4上）。作為通訊的監(jiān)測(cè)，一般不去檢測(cè)其內(nèi)部的器件，只檢測(cè)其頻率、功率。對(duì)混頻器的輸出功率進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，了解其工作點(diǎn)。 如何用頻譜儀對(duì)這樣一個(gè)發(fā)射機(jī)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)我們操作頻譜儀進(jìn)行分析時(shí)，實(shí)際是在改變本振信號(hào)的頻率）。它同時(shí)控制顯示器的橫坐標(biāo)。它是通過(guò)本振與掃描電壓對(duì)應(yīng)起來(lái)的。一個(gè)信號(hào)要分析兩個(gè)參數(shù)，一是幅度，二是頻率。檢測(cè)的方法就是用一個(gè)檢波器，將它變?yōu)殡妷狠敵觯w現(xiàn)在縱軸的幅度。這樣信號(hào)是解調(diào)不出來(lái)的。 濾波器在工作中有幾個(gè)因素：，固定不變，其30dB帶寬可以改變?；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(gè)單一中頻出來(lái)，它的中頻信號(hào)非常豐富，所有這些信號(hào)都會(huì)從混頻器中輸出。 在中頻，所有信號(hào)的功率幅度值與輸入信號(hào)的功率是線性關(guān)系。它的衰減值是步進(jìn)的，為0dB、5dB、10dB，最大為60dB。但要知道輸入信號(hào)是由很多信號(hào)迭加組成的，若是在其它某一頻率上包括一個(gè)很強(qiáng)的信號(hào)，即使你沒(méi)有看到這個(gè)大功率信號(hào)，若輸入信號(hào)功率的總和大于1瓦，也是要燒毀頻譜儀的，而其中的大功率信號(hào)并不是你所要分析的信號(hào)。由此要引入一個(gè)參數(shù)最大燒毀功率。 但是有線電視輸出信號(hào)范圍很廣，比如有50個(gè)頻道播放。本振信號(hào)是掃描的，本振掃描的范圍覆蓋了所要分析信號(hào)的頻率范圍。 下面我們著重介紹一下掃描調(diào)諧分析儀的基本原理，從圖2中，我們不難看出，它是用超外差接收機(jī)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)頻譜分析的。 在實(shí)際工作中，無(wú)線信號(hào)衛(wèi)星信號(hào)的監(jiān)督，由于其頻率很高，都是采用掃描調(diào)諧的方式。其優(yōu)點(diǎn)是掃描調(diào)諧分析法受器件的影響，只要我們把器件頻率做得很高，其分析能力就會(huì)很強(qiáng)。它是靠電路的硬件去實(shí)現(xiàn)的，而不是通過(guò)數(shù)學(xué)變換。目前來(lái)說(shuō)，最高的分析頻率只是在10MHz或是幾十MHz，也就是說(shuō)其測(cè)量范圍是從直流到幾十MHz。我們把這種方法叫作動(dòng)態(tài)信號(hào)的分析方法。在衛(wèi)星監(jiān)測(cè)上，能收到多個(gè)信道，每個(gè)信道都占有一定的頻譜成份，每個(gè)頻率點(diǎn)上都占有一定的帶寬。這樣，我們就可以看到在不同頻率點(diǎn)上功率幅度的分布，就可以了解這兩個(gè)（或是多個(gè)）信號(hào)的頻譜。通常所用的最基本的儀器是示波器，觀察信號(hào)的波形、頻率、幅度等。但信號(hào)的變化非常復(fù)雜，許多信息是用示波器檢測(cè)不出來(lái)的，如果我們要恢復(fù)一個(gè)非正弦波信號(hào)F，從理論上來(lái)說(shuō)，它是由頻率F電壓V1與頻率為F電壓為V2信號(hào)的矢量迭加（見(jiàn)圖1）。有了這些單個(gè)信號(hào)的頻譜，我們就能把復(fù)雜信號(hào)再現(xiàn)、復(fù)制出來(lái)。這些信號(hào)都要從頻譜分析的角度來(lái)得到所需要的參數(shù)。特點(diǎn)是比較快，有較高的采樣速率，較高的分辨率。是矢量分析。它通過(guò)直接接收，稱為超外差接收直接掃描調(diào)諧分析儀。目前的工藝水平，器件可達(dá)到100GHz，最高甚至可做到325GHz。它所能給我們的信息沒(méi)有相位參數(shù)，只有幅度、頻率。 最基本的核心部分是它的混頻器。所以調(diào)諧是在本振中進(jìn)行的。這50個(gè)信號(hào)是同時(shí)進(jìn)入接收機(jī)的，其總功率是迭加的。這一值是1瓦或是+30dBm。這是我們?cè)谌粘９ぷ髦行瓒嗉有⌒牡?，因?yàn)楦鼡Q混頻器的費(fèi)用是很高的。 還有的頻譜儀是不能輸入直流的，否則也會(huì)損壞器件。輸入信號(hào)功率增大，它也增大，反之相同。在眾多的諧波分量中，只對(duì)一個(gè)中頻感興趣。比如對(duì)廣播信號(hào)來(lái)說(shuō)，其帶寬一般是幾十kHz，若信號(hào)帶寬是25kHz，中頻的帶寬一定要大于25kHz。 中頻帶寬設(shè)置根據(jù)實(shí)際工作的需要來(lái)決定的。當(dāng)然還要經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換和一些數(shù)據(jù)處理，加一些修正和一些對(duì)數(shù)、線性變換。幅度已經(jīng)得出，而頻率和幅度要對(duì)應(yīng)起來(lái)，在某一頻率是什么幅度。本振是一個(gè)壓流振蕩器。從左到右當(dāng)掃描電壓在OV時(shí)，在顯示器上是0點(diǎn)，對(duì)本振信號(hào)來(lái)說(shuō)是F1點(diǎn)，即起始頻率點(diǎn)。 下面簡(jiǎn)單介紹一下用頻譜分析儀來(lái)評(píng)價(jià)發(fā)射機(jī)的方法。首先對(duì)它的發(fā)射信號(hào)從測(cè)量端口進(jìn)行測(cè)量（若是把發(fā)射信號(hào)直接送入頻譜儀，必然會(huì)把儀器燒壞）。對(duì)混頻器的本振信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，得出本振信號(hào)的輸出頻率，了解其頻率精度。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。它的特性非?？拷虚g的信號(hào)，上面和下面都相差10kHz均勻排開(kāi)。 另外一種放大器的失真是諧波失真。我們用頻譜儀去測(cè)量這些失真的大小。用兩個(gè)信號(hào)源通過(guò)混合器再經(jīng)過(guò)衰減器進(jìn)入一個(gè)帶通濾波器，以確保進(jìn)入放大器的信號(hào)只是F1和F1+10kHz，沒(méi)有其它成份。當(dāng)輸入信號(hào)為兩個(gè)信號(hào)或是點(diǎn)頻信號(hào)時(shí)，這個(gè)混頻器也會(huì)產(chǎn)生以上所述的失真，并在頻譜儀上
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