頻譜儀是一種用于測(cè)量電磁波信號(hào)頻譜(即不同頻率成分的能量分布)的儀器。它可以將電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻譜圖,用于分析和研究信號(hào)的特性。頻譜儀廣泛應(yīng)用于無線電通信、雷達(dá)、衛(wèi)星通信、音頻和視頻領(lǐng)域等,可用于頻率測(cè)量和信號(hào)分析等工作。在頻譜儀中,電磁波信號(hào)會(huì)被輸入到儀器的輸入端口中,并通過一系列的濾波、放大和混頻等處理后,被轉(zhuǎn)換成頻譜圖。頻譜圖一般采用圖形顯示方式,通過橫軸表示頻率范圍,豎軸表示信號(hào)強(qiáng)度,可以清晰地反映信號(hào)的頻率分布情況。
頻譜儀在使用中有一些常見問題是需要用戶注意的。
1:怎樣設(shè)置才能獲得頻譜儀最佳的靈敏度,以方便觀測(cè)小信號(hào)
A:首先根據(jù)被測(cè)小信號(hào)的大小設(shè)置相應(yīng)的中心頻率、掃寬(span)以及參考電平;然后在頻譜分析儀沒有出現(xiàn)過載提示的情況下逐步降低衰減值;如果此時(shí)被測(cè)小信號(hào)的信噪比小于15db,就逐步減小rbw,rbw越小,頻譜分析儀的底噪越低,靈敏度就越高。
如果頻譜分析儀有預(yù)放,打開預(yù)放。預(yù)放開,可以提高頻譜分析儀的噪聲系數(shù),從而提高了靈敏度。對(duì)于信噪比不高的小信號(hào),可以減少vbw或者采用軌跡平均,平滑噪聲,減小波動(dòng)。
需要注意的是,頻譜儀測(cè)量結(jié)果是外部輸入信號(hào)和頻譜分析儀內(nèi)部噪聲之和,要使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確,通常要求信噪比大于20db。
2:分辨率帶寬(rbw)越小越好嗎?
A:rbw越小,頻譜分析儀靈敏度就越好,但是,掃描速度會(huì)變慢。最好根據(jù)實(shí)際測(cè)試需求設(shè)rbw,在靈敏度和速度之間找到平衡點(diǎn)–既保證準(zhǔn)確測(cè)量信號(hào)又可以得到快速的測(cè)量速度。
3:平均檢波方式(averagetype)如何選擇:power?logpower?voltage?
logpower對(duì)數(shù)功率平均:又稱videoaveraging,這種平均方式具有很低的底噪,適合于低電平連續(xù)波信號(hào)測(cè)試。但對(duì)”類噪聲“信號(hào)會(huì)有一定的誤差,比如寬帶調(diào)制信號(hào)w-cdma等。
功率平均:又稱rms平均,這種平均方式適合于“類噪聲“信號(hào)(如:cdma)總功率測(cè)量。
電壓平均:這種平均方式適合于觀測(cè)調(diào)幅信號(hào)或者脈沖調(diào)制信號(hào)的上升和下降時(shí)間測(cè)量。
4:掃描模式的選擇:sweep還是fft?
A:現(xiàn)代頻譜儀的掃描模式通常都具有sweep模式和fft模式。通常在比較窄的rbw設(shè)置時(shí),fft比sweep更具有速度優(yōu)勢(shì),但在較寬rbw的條件下,sweep模式更快。
當(dāng)掃寬小于fft的分析帶寬時(shí),fft模式可以測(cè)量瞬態(tài)信號(hào);在掃寬超出頻譜分析儀的fft分析帶寬時(shí),如果采用fft掃描模式,工作方式是對(duì)信號(hào)進(jìn)行分段處理,段與段之間在時(shí)間上存在不連續(xù)性,則可能在信號(hào)采樣間隙時(shí),丟失有用信號(hào),頻譜分析就會(huì)存在失真。這種類型信號(hào)包括:脈沖信號(hào),tdma信號(hào),fsk調(diào)制信號(hào)等。
5:檢波器的選擇對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響?
peak檢波方式:選取每個(gè)bucket中的最大值作為測(cè)量值。這種檢波方式適合連續(xù)波信號(hào)及信號(hào)搜索測(cè)試。
sample檢波方式:這種檢波方式通常適用于噪聲和“類噪聲”信號(hào)的測(cè)試。
negpeak檢波方式:適合于小信號(hào)測(cè)試,例如,emc測(cè)試。
normal檢波方式:適合于同時(shí)觀察信號(hào)和噪聲。
6:跟蹤源(tg)的作用是什么?
A:跟蹤源是頻譜分析儀上的常見選件之一。當(dāng)跟蹤源輸出經(jīng)被測(cè)件的輸入端口,而此器件的輸出則接到頻譜儀的輸入端口時(shí),頻譜儀以及跟蹤源形成了一個(gè)完整的自適應(yīng)掃頻測(cè)量系統(tǒng)。跟蹤源輸出的信號(hào)的頻率能精確地跟蹤頻譜分析儀的調(diào)諧頻率。頻譜儀配搭跟蹤源選件,可以用作簡(jiǎn)易的標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析,觀測(cè)被測(cè)件的激勵(lì)響應(yīng)特性曲線,例如:器件的頻率響應(yīng)、插入損耗等。