頻譜分析儀的工作原理和使用方法-全文預(yù)覽
【正文】 ? 在“ DC耦合”下，所測的信號不允許包含直流電壓成分，否則會導致頻譜儀工作狀態(tài)發(fā)生變化，幅度測量不準確，甚至會燒毀混頻管。 ? 相對幅度測量的準確度取決于： 保真度 4.參考電平 帶寬 。 ? 沒有內(nèi)置計數(shù)器的頻譜分析儀頻率讀出的允許誤差極限為 ? 頻率讀數(shù)頻率參考誤差 +掃頻寬度誤差 +分辨力帶寬 ? 頻率參考誤差 =老化率自調(diào)整的時間間隔 +調(diào)整力 +溫度穩(wěn)定性 ? 例 :讀出數(shù)率為 1GHz，掃頻寬度 500kHz，誤差 1%，分辨力帶寬3kHz誤差 20%；頻率參考 :年老化率 : 。 信號 /噪聲 動態(tài)范圍+3 0 d B m 1 1 5 d B m (1 k Hz 帶寬 amp。頻譜儀的最大動態(tài)范圍發(fā)生在最大可能的信號電平處。 信號 /失真 ? 任何非線性器件都有失真現(xiàn)象，由于頻譜儀中的混頻器是一個非線性器件，它的輸出除了包含所需的中頻分量外，它們將產(chǎn)生內(nèi)部失真。 ? B接收機 3dB帶寬 (以 Hz為單位 ) Bf d Bd B mP in l o g101 7 4 ???? 視頻帶寬 (VBW) ? 視頻帶寬 (VBW)不影響頻譜分析儀的頻率分辨力，也不能改進靈敏度，但是它可以改善低信 /噪比測量的鑒別性和重復性。理論上一個 50Ω電阻負載的熱噪聲功率譜密度為 174dBm。 ? 如果頻率變化率（即掃描速度）太快，某頻率分量尚未達到穩(wěn)定的幅度值，便變成了另一個頻率，以至在各個頻率上都達不到應(yīng)有的幅度，輸出波形比起中頻濾波器的曲線（亦即在慢速掃頻時的顯示）有明顯的壓低，展寬和滯后（如圖所示）。因此如果我們需要測量一個離開載波 10kHz、比載波低 50dB的信號，RBW為 1kHz，我們就要求頻譜儀系統(tǒng)本身的相噪指標為偏離載波 10kHz,相噪為 80dBc/Hz。 剩余調(diào)頻 剩余調(diào)頻“ 涂抹 ” 了信號 剩余調(diào)頻 噪聲邊帶能擬制不平衡信號的分辨相位噪聲 邊帶噪聲 (相位噪聲 ) ? 邊帶噪聲影響到近端 (對載波而言 )低電平信號的分辨?，F(xiàn)代頻譜儀中所設(shè)計的模擬濾波器采用同步調(diào)諧式，具有 4個以上的極點，幅頻特性呈高斯分布，高質(zhì)量的頻譜儀其選擇性可以達到 15:1~11:1。兩個幅度相差 60dB的不等幅度信號的頻率間隔至少是60dB帶寬一半的情況下才能分辨出小信號，因此選擇性是分辨不等幅信號的關(guān)鍵參數(shù)。濾波器的帶寬通常由 3dB(功率 )或 6dB(電壓 )點描述，帶寬越小，分辨力就越高。 4 用頻譜儀測量不確定度 (包括幅度和頻率 )。 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(yīng)關(guān)系 ? 動態(tài)范圍 ? 靈敏度 ? 視頻帶寬 (VBW) ? 信號 /失真 ? 信號 /噪聲 3 頻譜分析儀性能參數(shù)的基本概念 ? 當我們選用頻譜儀進到測量時，我們必須要知道頻譜儀的一些最基本的技術(shù)技能，包括 : 1 頻率測量范圍。對于低波段 (9kHz~)，本振為 (4~8)GHz，第一中頻為 。 ? (2) 高中頻放大器 ? 為了抑制鏡像頻率響應(yīng)的影響，必須提高中頻。如圖所示只要滿足 。這種基波混頻方式雖然有好處，但是設(shè)備繁復，不經(jīng)濟。 ? 當所選擇的視頻帶寬等于或小于所選擇的分辨力帶寬 (RBW)時，視頻電路的響應(yīng)已經(jīng)跟不上中頻電路信號的變化，因此對所顯示的信號就進行了平均和平滑，兩者之間的比值越小，平滑的效果越好。 ? 中頻濾波器濾出中頻信號并進行放大。 超外差掃頻頻譜分析儀的工作原理 預(yù)選器或低通濾波器參考晶振對數(shù)放大器射頻輸入衰減器混頻器中頻濾波器 檢波器視頻濾波器本振掃頻發(fā)生器中頻增益輸入信號C R T d i s p l a y圖 掃前端超外差頻譜分析儀原理框圖 超外差掃頻頻譜分析儀的工作原理 ? 輸入信號經(jīng)過射頻衰減后被控制在頻譜儀的安全輸入電平以內(nèi)，并且調(diào)節(jié)到混頻器的最佳信號電平，已防止發(fā)生混頻壓縮和失真。由于掃頻寬度不大，故又稱窄帶頻譜儀。這樣，水平軸就可以用于表示頻率。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?，F(xiàn)在基本不用。 ? 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。頻率范圍擴展到 100Hz20GHz，分辨力帶寬達到 10Hz。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。 .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。 ? ? 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。 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。 ? 目前，信號分析主要從時域，頻域和調(diào)制域三個方面進行。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。通常進行信號頻域分析的儀器就是頻譜分析儀。 ? 頻域分析測量有許多獨特的優(yōu)點。 ? 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?；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。 輸入 預(yù)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(yù)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(yīng)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。 實時并聯(lián)濾波測量全
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