頻譜分析儀技術(shù)基礎(chǔ)-文庫吧資料
2025-05-21 14:08本頁面
【正文】 收機(jī)的非線性特性 ? 由于頻譜分析儀中含有半導(dǎo)體器件，所以存在非線性。固有噪聲會(huì)導(dǎo)致輸入信號(hào)信噪比的惡化。使用優(yōu)化瞬態(tài)響應(yīng)的高斯濾波器可以獲得較短的測試時(shí)間 ? 濾波器的特性常以波形系數(shù)來定義： SF＝ BW（ 60dB）/BW(3dB) 失真產(chǎn)物 相位噪聲 ? 相位噪聲是振蕩器短時(shí)間穩(wěn)定度的度量參數(shù) ,盡管我們看不到頻譜分析儀 LO系統(tǒng)的實(shí)際頻率抖動(dòng)，但 LO頻率或相位不穩(wěn)定的表現(xiàn)是可以觀察到的，這就是相位噪聲 ? 相位噪聲通常是以一個(gè)單載波的幅度為參考，并偏移一定的頻率下的單邊帶相位噪聲。參考信號(hào)通常由一個(gè)溫控晶振產(chǎn)生，為了增加頻率精度與長期的穩(wěn)定性，大多數(shù)頻譜儀廣泛采用恒溫控制晶振 3 頻譜分析儀性能指標(biāo) 頻譜分析儀有以下主要性能指標(biāo)： ? 濾波器特性 ? 相位噪聲 ? 接收機(jī)的固有噪聲 ? 系統(tǒng)非線性 ? 1dB壓縮點(diǎn) ? 動(dòng)態(tài)范圍 ? 測量精度 下面就這些指標(biāo)分別討論 分辯濾波器特性 ? 中頻濾波器需要矩形濾波器，但對頻譜分析儀而言，矩形濾波器的瞬態(tài)響應(yīng)是不合適的。在測量正弦波信號(hào)時(shí)，減小 VBW， 對電平無影響 未經(jīng)視頻濾波 經(jīng)過視頻濾波 鋸齒波發(fā)生器、本振和顯示 ? 鋸齒波發(fā)生器既控制顯示器上曲線的位置，又控制 LO的頻率，所以就可以通過校準(zhǔn)，用顯示器的水平軸來表示輸入信號(hào)頻率 ? 任何振蕩器都不是絕對穩(wěn)定的，而是在一定程度上被隨機(jī)噪聲調(diào)頻或調(diào)相的。時(shí)間常數(shù)太大，檢波器就不能及時(shí)跟上包絡(luò)變化的速度；掃描速度的快慢也會(huì)對檢波器輸出產(chǎn)生影響，掃描太快，檢波器電路來不及響應(yīng)，其輸出幅度也就反映不出包絡(luò)的變化 檢波方式 ? 不同的檢波方式在顯示屏上會(huì)有不同的數(shù)據(jù)處理，頻譜分析儀主要有以下檢波方式： ? 最大峰值檢波 ? 最小峰值檢波 ? 自動(dòng)峰值檢波 ? 取樣檢波 ? RMS檢波器 ? 平均值檢波 ? 準(zhǔn)峰值檢波 最大峰值檢波 取樣檢波 最小峰值檢波 視頻濾波器 ? 視頻濾波器在包絡(luò)檢波器之后 ， 視頻濾波器決定了視頻帶寬，視頻濾波器是第一級(jí)低通設(shè)置，用于從視頻信號(hào)中濾除噪聲，平滑軌跡，從而使顯示結(jié)果穩(wěn)定。隨后，將每一級(jí)放大器的輸出逐個(gè)相加以提供線性輸出電壓，有些器件提供一個(gè)表示輸入信號(hào)的相對相位的限幅輸出 對數(shù)放大器 檢波器 ? 頻譜分析儀一般都是用包絡(luò)檢波器把 IF信號(hào)變換成視頻。另外，數(shù)字濾波器有更好的溫度穩(wěn)定性，無需調(diào)整，所以在帶寬上更加精確 ? 由于數(shù)字濾波器的瞬態(tài)相應(yīng)已經(jīng)確定，使用合適的修正系數(shù)可使數(shù)字濾波器獲得比模擬濾波器在相同帶寬的情況下更短的掃描時(shí)間 典型選擇性 模擬 15:1 數(shù)字 5:1 模擬濾波器 數(shù)字 濾波器 FFT濾波器 ? 如果單純?yōu)榱藴y試精度而設(shè)置非常窄的分辨率帶寬，則會(huì)造成無法容忍的長時(shí)間掃描，因此在非常高的分辨率的情況下建議采用 FFT濾波器，從時(shí)域特性計(jì)算頻譜，見下圖。數(shù)字濾波器在可接受的價(jià)格內(nèi)有更好的選擇性。在實(shí)際測量中，經(jīng)常會(huì)遇到這種情形，兩個(gè)頻率接近的信號(hào)幅度不等，大信號(hào)形成的響應(yīng)曲線掩蓋了小信號(hào)，使小信號(hào)丟失，所以很多公司產(chǎn)品提供了濾波器 3dB帶寬，表示等幅正弦信號(hào)頻率相差多少時(shí)仍能將它們區(qū)分開，這樣的合成響應(yīng)曲線仍有兩個(gè)峰值，中間下沉大約 3dB,如下圖所示 ? 有些頻譜分析儀的帶寬選擇性定義為 60dB與 30dB帶寬之比，如下圖，也有的頻譜分析儀的選
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