譜分析儀工作原理-在線瀏覽
2024-08-03 16:44本頁(yè)面
【正文】 常工作中需多加小心的，因?yàn)楦鼡Q混頻器的費(fèi)用是很高的。這不會(huì)影響最終的測(cè)量結(jié)果，完全是為了儀表內(nèi)部的協(xié)調(diào)，如匹配、最佳工作點(diǎn)等等。 還有的頻譜儀是不能輸入直流的，否則也會(huì)損壞器件。日常工作中把儀表接地就會(huì)有很好的效果，當(dāng)然要有保護(hù)接地會(huì)更好。輸入信號(hào)功率增大，它也增大，反之相同。另外，為了有效檢測(cè)，要有一個(gè)內(nèi)部中頻信號(hào)放大。在眾多的諧波分量中，只對(duì)一個(gè)中頻感興趣。通過(guò)中頻濾波器輸出的信號(hào)，才是我們所要檢測(cè)的信號(hào)。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。如果太寬，就會(huì)混入其它信號(hào)；如果太窄，信號(hào)才進(jìn)來(lái)一部分，或是低頻成份，或是高頻成份。 中頻帶寬設(shè)置根據(jù)實(shí)際工作的需要來(lái)決定的。 經(jīng)過(guò)中頻濾波器的中頻信號(hào)功率就是反應(yīng)了輸入信號(hào)的功率。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。 頻譜分析是要分析頻域的。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。 其實(shí)很簡(jiǎn)單。本振是一個(gè)壓流振蕩器。掃描控制是由掃描控制器來(lái)完成的。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)。通過(guò)這樣的方法，使得顯示器坐標(biāo)的每一點(diǎn)與本振FF2的每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)起來(lái)（。 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。首先是一個(gè)調(diào)制部分將基帶信號(hào)調(diào)制到中頻信號(hào)，然后將中頻信號(hào)上變頻到射頻信號(hào)上，還有一個(gè)與之相對(duì)的本振信號(hào)，對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行預(yù)放，再進(jìn)行功率放大之后送到天線上發(fā)射。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)發(fā)射機(jī)內(nèi)部預(yù)放失真、增益、噪聲系數(shù)，混頻器的輸出功率，輸入功率進(jìn)行測(cè)量，得到混頻器的差落損耗。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。 通過(guò)以上這些測(cè)量，可以得到對(duì)于發(fā)射機(jī)內(nèi)部信號(hào)、器件和輸出信號(hào)的多項(xiàng)參數(shù)，以描述這個(gè)發(fā)射機(jī)的性能。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。一個(gè)放大器，要測(cè)它的失真、三階交調(diào)失真和諧波失真。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)。為了不干擾正常的通訊，我們必須測(cè)量這失真信號(hào)的大小。 另外一種放大器的失真是諧波失真。若是正好在2F1等處有其它信號(hào)，就會(huì)造成干擾（見(jiàn)圖4下）。我們用頻譜儀去測(cè)量這些失真的大小。定義諧波失真為載波信號(hào)與某次諧波的功率差。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。它的二次諧波相差40dB，三次諧波相差50dB（測(cè)量諧波失真要關(guān)閉一個(gè)信號(hào)發(fā)生器的輸出），見(jiàn)圖5。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，并在頻譜儀上反應(yīng)出來(lái)，給測(cè)量帶來(lái)誤差。這完全取決于頻譜儀的設(shè)置。 頻譜儀的設(shè)置主要有頻率范圍、分辨率和動(dòng)態(tài)范圍，而動(dòng)態(tài)范圍又會(huì)涉及到最大的輸入功率即燒毀功率，增益壓縮使小于1W的輸入信號(hào)如果超過(guò)線性工作區(qū)也會(huì)有誤差。要從以上幾個(gè)主要方面來(lái)考慮頻譜儀對(duì)輸入的信號(hào)是否可測(cè)。這個(gè)參數(shù)要從兩個(gè)方面看，一是頻率范圍的設(shè)置是否足夠的窄，具有足夠的頻率分辨能力，也就是窄的掃頻寬度（見(jiàn)圖6）。當(dāng)我們用一個(gè)頻譜儀測(cè)量一個(gè)放大器的諧波失真的時(shí)候，若這個(gè)放大器工作點(diǎn)是1GHz，那么它的三次諧波就是3GHz。那么就不能測(cè)量；，當(dāng)然可以測(cè)到它的三次，四次諧波。這是頻譜分析儀中非常重要的參數(shù)設(shè)置。但它們的功率不一樣，這時(shí)看能不能將它們區(qū)分開(kāi)。很顯然中頻帶寬越窄分辨率越高，中頻帶寬越寬分辨率越低。 分辨率實(shí)際上就是分辨兩個(gè)信號(hào)的能力，中頻濾波器的3dB帶寬就是分辨率帶寬（見(jiàn)圖8）。形狀因數(shù)越小越接近3dB帶寬。所以說(shuō)形狀因數(shù)越小，分辨能力越強(qiáng)。對(duì)于一個(gè)信號(hào)的分辨能力還有兩個(gè)因素：剩余調(diào)頻和噪聲邊帶（見(jiàn)圖10)。這種抖動(dòng)決定了它能分辨信號(hào)間的小頻率范圍。所以剩余調(diào)頻這個(gè)指標(biāo)就決定了頻譜分析儀的最小可分辨的頻率差。 這個(gè)噪聲是由本振的抖動(dòng)引起的，在頻率域上的體現(xiàn)。 而把濾波器的形狀因數(shù)做小是相對(duì)比較容易實(shí)現(xiàn)的。 對(duì)于859X的頻譜儀其內(nèi)
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