【正文】 這一不確定度。 60 ? 阻抗失配 頻譜儀是在 50Ω或 75Ω負(fù)載（視具體儀器）上進(jìn)行測(cè)量，但它的輸入阻抗并不確切等于特征阻抗，因而可能產(chǎn)生不確定度。 dB 。 ? 校準(zhǔn)器 絕對(duì)測(cè)量是相對(duì)于一具有已知幅度的校準(zhǔn)信號(hào)所進(jìn)行的測(cè)量。校準(zhǔn)器為刻度的頂部線提供絕對(duì)校準(zhǔn)。 62 ? 誤差問題 以上討論了不確定度，誤差同不確定度是不同的，測(cè)量中的誤差可以修正。頻譜儀上顯示的任一點(diǎn)的幅度是在中頻帶寬內(nèi)所有能量的總和。由于附加了噪聲，顯示的信號(hào)大于其真實(shí)值。對(duì)于接近所顯示 DNAL的信號(hào)，此誤差可能較大。見下圖 29。如果對(duì)該測(cè)量可能使用單一的輸入衰減器設(shè)置、分辨率帶寬和顯示刻度的話，則與這些控制相關(guān)的不確定度可以忽略。 用 IF增益代替刻度逼真度 如果參考電平（ IF增益）不確定度小于刻度保真度，可利用參考電平控制使兩個(gè)信號(hào)在相同垂直位置上進(jìn)行測(cè)量，從而消除刻度保真度的影響，使相對(duì)測(cè)量不確定度最小。說明書中的指標(biāo)已假定完成了自校準(zhǔn)。就是利用更精確的外部校準(zhǔn)信號(hào)代替頻譜儀內(nèi)置的校準(zhǔn)器來校準(zhǔn)參考電平（刻度的頂部線）。利用這項(xiàng)功能，還可以修正輸入由于被測(cè)器件和分析儀之間的電纜和適配器所造成的誤差。另外還包括溫度補(bǔ)償程序。對(duì)于接近頻譜儀本底噪聲的信號(hào)（ 5dB以內(nèi)），顯示的幅度和真實(shí)幅度之間的誤差是顯著的。所以此時(shí)應(yīng)盡量降低 RBW。因此測(cè)量這些信號(hào)時(shí)，刻度保真度不確定都是一個(gè)因數(shù)。但要注意的是，前置放大器的增益平坦度和失配可能使總平坦度變壞，故前置放大器的增益不確定度將進(jìn)一步影響總的測(cè)量不確定度，這些附加的不確定度有可能比刻度保真度的不確定度還要大。此外頻譜儀在輸入衰減置于0dB時(shí)，其匹配情況最差，故應(yīng)盡可能避免 0dB的設(shè)置。影響分辨力的因素有：RBW， RBW類型和選擇性，剩余調(diào)頻和相位噪聲。 69 圖 30 分辨力 70 圖 31 影響頻譜儀分辨力的因素 71 a、分辨率帶寬（ RBW） 信號(hào)顯示在頻譜儀上不可能是一根無窮窄的譜線，而是有一定寬度和形狀的。見圖 32。對(duì)于幅度相差 60dB的兩個(gè)信號(hào)，其間隔至少應(yīng)是 60dB帶寬的一半，才能分辨出信號(hào)。 74 3 dB6 0 dB6 0 dBBW6 0 d B B W3 d B B WS e l e c t i v i t y =圖 33 IF濾波器的形狀因子 75 圖 34 中頻濾波器矩形系數(shù)影響頻譜儀對(duì)不等幅信號(hào)的分辨能力 76 圖 35 低電平信號(hào)被淹沒在大信號(hào)的裙邊之中 77 圖 36 中頻濾波器性能 數(shù)字濾波器測(cè)試結(jié)果 模擬濾波器測(cè)試結(jié)果 78 c、剩余調(diào)頻 影響頻譜儀分辨率的另一個(gè)因素頻譜儀的本振頻率穩(wěn)定度（即 LO的剩余調(diào)頻），這種不穩(wěn)定度將被轉(zhuǎn)移到任何混頻產(chǎn)物中去，并將無法確定是由 LO還是輸入信號(hào)引起的。鎖相本振作為參考源可降低剩余調(diào)頻，也降低了最小可允許的分辨帶寬，高性能的頻譜儀價(jià)格較貴，因?yàn)樗休^好的相位鎖定系統(tǒng)，具有較低的剩余調(diào)頻和較小的最小分辨率。見圖 38。如果手動(dòng)選取的掃描時(shí)間太快，顯示器上會(huì)有提示 UNCAL。這時(shí)分析儀的靈敏度就決定了可以測(cè)量的最小信號(hào)，定義為在一定的分辨率帶寬下顯示的平均噪聲電平。）但實(shí)際上，由于內(nèi)部噪聲的影響，接收機(jī)的 DANL都高于此值。 85 ? 哪些因素影響頻譜儀的靈敏度？ 輸入衰減器的影響 在頻譜儀的混頻器前產(chǎn)生的噪聲很小 ,所以射頻輸入衰減器對(duì)噪聲電平實(shí)際上沒什么影響 ,但是輸入衰減器衰減輸入信號(hào) ,從而降低了信噪比 .所以要想得到最好的信噪比 ,輸入衰減器的設(shè)置需最小 . 但在實(shí)際中增加輸入衰減時(shí) ,顯示器上的信號(hào)位置并沒有下降 ,并且噪聲底上升了，因?yàn)檩斎胨p與中頻增益聯(lián)動(dòng) ,在輸入衰減增加的同時(shí)中頻增益也增加了 .如圖 40。顯示噪聲電平與RBW的關(guān)系如下： 如 RBW從 100kHz變到 10kHz,噪聲電平的改變是： noise level change = 10 log (10 kHz/100 kHz) = 10dB 88 圖 41 顯示噪聲電平與 RBW的關(guān)系 RBW=30KHz Δ10dB Δ10dB RBW=3MHz RBW=300KHz 89 VBW的影響 實(shí)際上 VBW并不影響頻率分辨率，所以實(shí)際上它并不改善靈敏度，但它使靠近噪聲的信號(hào)容易識(shí)別，因?yàn)轭l譜儀中等于顯示平均噪聲電平的信號(hào)將以高出噪聲示跡約 (因?yàn)樵肼曑壽E低于實(shí)際噪聲值約 )，但如果不用視頻濾波器平均噪聲，將不能看到這一信號(hào)，所以使用 VBW也就相當(dāng)于提高了靈敏度。 90 圖 42 VBW平滑噪聲 VBW=30KHz VBW=300Hz 91 ? 提高頻譜儀靈敏度的技術(shù)方法 最小 RBW設(shè)值 最小衰減器設(shè)值 減少 VBW 前置放大器（增益 噪聲系數(shù)） 92 失真 經(jīng)常需利用頻譜儀測(cè)量三階交調(diào)和諧波失真，但有時(shí)頻譜儀的內(nèi)部失真會(huì)影響測(cè)量。在測(cè)量外部信號(hào)的失真時(shí)，這種內(nèi)部失真會(huì)引起測(cè)量誤差。見圖 4圖 44。 圖 47 怎樣判斷失真使內(nèi)部還是外部的 98 圖 48 靈敏度、相位噪聲、三階和二階失真隨混頻器電平的變化 99 無失真測(cè)試動(dòng)態(tài)范圍在內(nèi)部失真和噪聲電平間折衷，衰減器設(shè)值小時(shí)， 頻譜儀內(nèi)部失真大，噪聲電平低；衰減器設(shè)值大時(shí)，頻譜儀內(nèi)部失真小，噪聲電平高。 動(dòng)態(tài)范圍決定了當(dāng)存在大信號(hào)時(shí)是否能看見低電平信號(hào)，因此，動(dòng)態(tài)范圍是一項(xiàng)重要指標(biāo)。所以對(duì)于不同的測(cè)量，動(dòng)態(tài)范圍有不同的理解。 最大功率電平?jīng)Q定了最大信號(hào)（ DS8831Q是 +20dBm），本底噪聲決定最小信號(hào)（ DS8831Q是 10dB181。 顯示范圍 ： 是顯示的已校幅度范圍。當(dāng)混頻器上的信號(hào)遠(yuǎn)低于壓縮點(diǎn)時(shí)，所希望的混頻分量的電平是輸入的線性函數(shù)，只有極少量的能量被轉(zhuǎn)換成失真。 102 二階和三階的動(dòng)態(tài)范圍 一般利用頻譜儀測(cè)量二階、三階失真，這是指的是二階或三階動(dòng)態(tài)范圍，它受以下三個(gè)因素的影響： 輸入混頻器的失真性能 DANL 本振的相位噪聲 影響動(dòng)態(tài)范圍的因素 1．失真： 當(dāng)對(duì)失真分量進(jìn)行測(cè)量時(shí)內(nèi)部失真是決定動(dòng)態(tài)范圍的因素之一， 2． 噪聲 有兩類噪聲影響動(dòng)態(tài)范圍，即靈敏度和相位噪聲分析儀的靈敏度（也叫作顯示的平均噪聲電平（ DANL）或本底噪聲）決定了可以測(cè)量的最小信號(hào)。 103 圖 49 頻譜分析儀動(dòng)態(tài)范圍定義 104 相位噪聲 DANL是測(cè)量?jī)蓚€(gè)頻率相差很大的信號(hào)的有關(guān)參數(shù)，而相位噪聲則是衡量?jī)蓚€(gè)頻率相近（相隔 1MHz）的信號(hào)的關(guān)鍵參數(shù)。世界上不存在理想的振蕩器。本振的任何不穩(wěn)定性都會(huì)通過混頻器轉(zhuǎn)移到被顯示的信號(hào)上。相位噪聲是一條直線。 圖 52 頻譜分析儀檢波方式 正峰值檢波方式：適合 CW 信號(hào)及信號(hào)搜索測(cè)試 采樣值檢波方式：適合于噪聲信號(hào)測(cè)試 負(fù)峰值檢波方式：適合于小信號(hào)測(cè)試 108 圖 53 正峰值、負(fù)峰值與采樣值的區(qū)別 正峰值 采樣值 負(fù)峰值 109 平均值檢波 圖 54 頻譜分析儀平均值檢波 110 圖 55 正峰值、負(fù)峰值與平均值的區(qū)別 正峰值 平均值 負(fù)峰值 111 圖 56 正峰值、負(fù)峰值與普通值的區(qū)別 正峰值 普通值 負(fù)峰值 112 功率測(cè)量顯示由多個(gè)包絡(luò)電平值的平均得到 可減少顯示信號(hào)的抖動(dòng)，掃描速度越高，平均效果越明顯 平均方式 — Log, Lin, Power Log平均 —CW signals，窄 VBW, trace 平均，適合于低電平 CW信號(hào)測(cè)試 電壓平均 — voltage envelopes，適合于脈沖信號(hào)上升下降時(shí)間測(cè)量 功率平均 — timevarying signals，信號(hào)平均功率測(cè)量 113 平均處理舉例 Log 平均結(jié)果 = 3 dBm=(0 dBm + 6 dBm)/2 功率平均結(jié)果 = dBm=(1 mW + 4 mW)/2 = mW Log 平均與功率平均結(jié)果不相同 窄 VBW及 trace平均為 Log 平均，測(cè)量時(shí)變信號(hào)時(shí)存在誤差 RMS 檢波等效為功率平均 114 RMS 檢波方式 Average Type Normal Average(Log/RMS/V) Peak Sample Negative Peak 功率平均作用 適合于對(duì)類噪聲信號(hào)（ CDMA）總功率測(cè)量 為保證測(cè)量精度， VBW3 RBW 115 技術(shù)小結(jié) 掃頻式頻率分析儀分析頻率范圍由本振范圍決定； 掃頻式頻率分析儀頻率分辨率與中頻率濾波器和本振有關(guān)；測(cè)試中可通過減小 RBW來提高頻率分析分辨率 掃頻式頻率分析儀分析靈敏度與中頻率濾波器；衰減器設(shè)值；視頻濾波器和本振有關(guān)；測(cè)試中可通過減小 RBW； VBW，衰減器設(shè)值和前置放大來提高分析靈敏度 掃頻式頻率分析儀分析內(nèi)部失真與混頻器工作電平，中頻放大器性能有關(guān)；測(cè)試中可通過減小混頻器工作電平（增加衰減器設(shè)值）來減小內(nèi)部失真 掃頻式頻率分析儀分析靈敏度與中頻率濾波器；衰減器設(shè)值；視頻濾波器和本振有關(guān)； 掃頻式頻率分析儀衰減器設(shè)置在靈敏度指標(biāo)和內(nèi)部失真指標(biāo)間折。 116 第四章 DSA8831/DSA8853系列產(chǎn)品介紹 117 DS8831/DS8853Q測(cè)試功能 介紹 頻譜分析 模擬 CATV測(cè)量 跟蹤源 DVBC QAM分析 頻譜紀(jì)錄 118 DS8831T/8853T測(cè)試功能介紹 頻譜分析 模擬 CATV測(cè)量 跟蹤源 DTMB分析 頻譜紀(jì)錄 ISDBT分析 (規(guī)劃 ) DVBT/T2/H分析 (規(guī)劃 ) 119 DS8853A測(cè)試功能 介紹 頻譜分析 無線通信頻譜模板分析 跟蹤源 頻譜紀(jì)錄 120 中英文菜單設(shè)計(jì)、彩色液晶顯示、友好的操作界面 ? 內(nèi)置彩色 LCD顯示器 ? 中 英 文 菜 單設(shè)計(jì) ? Windows 風(fēng)格使用界面 ? 界 面 與 操 作按鍵設(shè)計(jì) ，完 全 符 合 中國(guó) 用 戶 的 使用習(xí)慣 。 ? 提供標(biāo)準(zhǔn)的 LPT、 USB接口，支持多種主流品牌打印機(jī) HP/CANON/EPSON等，可以直接輸出測(cè)試報(bào)表。當(dāng)信號(hào)質(zhì)量降低時(shí)，接收符號(hào)距離理想位置更遠(yuǎn)， MER的測(cè)量值將會(huì)減小。如果信號(hào)中出現(xiàn)的有效損傷僅僅是高斯噪聲，那么 MER等于信噪比。 ? BER測(cè)試結(jié)合統(tǒng)計(jì)分析功能，可以發(fā)現(xiàn)有規(guī)律出現(xiàn)的瞬間干擾。 ? 只要接收到的數(shù)據(jù)點(diǎn)在自己的判決范圍之內(nèi)，就不會(huì)出現(xiàn)誤碼，所以雖然信號(hào)質(zhì)量開始下降，但是誤碼率卻沒有變化。 21 3 4最 佳 的 M E R較 好 的 M E R較 差 的 M E R 出 現(xiàn) 誤 碼 的 的 M E R139 符號(hào)率偏移和載波中心頻率偏移 ? 對(duì)于符號(hào)率小的偏移，接收機(jī)可以容忍，并可以解碼。 ? 在符號(hào)率出現(xiàn)大的偏移之前發(fā)現(xiàn)問題并解決，避免運(yùn)行業(yè)務(wù)的中斷。 140 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)之間的關(guān)系 BER 測(cè)量區(qū) 數(shù)字懸崖 距離數(shù)字懸崖的程度 測(cè)量值 超過 靠近 距離懸崖較近 遠(yuǎn)離 MER 后期檢測(cè) 早期檢測(cè) 減小 增加 141 星座圖分析 I0 1 0 1 0 1分 為 兩 路并 行 信 號(hào)L O9 0o相 移Q幅 度 調(diào) 制幅 度 調(diào) 制1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7網(wǎng) 絡(luò)3 比 特3 比 特8組 合M P E G 2 數(shù) 據(jù) 流Q A M 輸 出 信 號(hào)幅度和正交不平衡 相位抖動(dòng) 142 星座圖分析 IQ00 . 511 . 5 0 . 5 1 . 5 1I 、 Q 信 號(hào) 關(guān)系 I Q143 噪聲干擾 ? 實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，QAM信號(hào)會(huì)一直被噪聲干擾。 144 噪聲干擾 QI噪 聲 干 擾噪聲干擾 145 增益壓縮 ? 中間點(diǎn)（幅度?。┯绊懶? ? 外圍點(diǎn)（幅度大）影響大 過載干擾 146 增益壓縮 QI增 益 壓 縮147 同頻干擾： Coherent interferer ? 如果有夠多的連續(xù)噪聲 ,在特定方框內(nèi)所顯示的符號(hào)形成一個(gè)粗環(huán)圖形。 148 QI連 續(xù) 波 干 擾連續(xù)波干擾星座圖模型 149 相位抖動(dòng)： Phase Jitter ? 相位噪聲是振蕩器相位不穩(wěn)定的情況。 150 相位抖動(dòng)： Phase Jitter QI相 位 噪 聲PJ相位抖動(dòng)時(shí)星座圖