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實時式頻譜分析儀
在存在被測信號的有限時間內(nèi)提取信號的全部頻譜信息進行分析并顯示其結果的儀器主要用于分析持續(xù)時間很短的非重復性平穩(wěn)隨機過程和暫態(tài)過程,也能分析40兆赫以下的低頻和極低頻連續(xù)信號,能顯示幅度和相位。傅里葉分析儀是實時式頻譜分析儀,其基本工作原理是把被分析的模擬信號經(jīng)模數(shù)變換電路變換成數(shù)字信號后,加到數(shù)字濾波器進行傅里葉分析;由*處理器控制的正交型數(shù)字本地振蕩器產(chǎn)生按正弦律變化和按余弦律變化的數(shù)字本振信號,也加到數(shù)字濾波器與被測信號作傅里葉分析。正交型數(shù)字式本振是掃頻振蕩器,當其頻率與被測信號中的頻率相同時就有輸出,經(jīng)積分處理后得出分析結果供示波管顯示頻譜圖形。正交型本振用正弦和余弦信號得到的分析結果是復數(shù),可以換算成幅度和相位。分析結果也可送到打印繪圖儀或通過標準接口與計算機相連。
技術指標
頻譜分析儀的主要技術指標有頻率范圍、分辨力、分析譜寬、分析時間、掃頻速度、靈敏度、顯示方式和假響應。
頻率范圍
頻譜分析儀進行正常工作的頻率區(qū)間?,F(xiàn)代頻譜儀的頻率范圍能從低于1Hz至300GHz。
分辨力
頻譜分析儀在顯示器上能夠區(qū)分鄰近的兩條譜線之間頻率間隔的能力,是頻譜分析儀重要的技術指標。分辨力與濾波器型式、波形因數(shù)、帶寬、本振穩(wěn)定度、剩余調頻和邊帶噪聲等因素有關,掃頻式頻譜分析儀的分辨力還與掃描速度有關。分辨帶寬越窄越好?,F(xiàn)代頻譜儀在高頻段分辨力為10~100赫。
分析譜寬
又稱頻率跨度。頻譜分析儀在一次測量分析中能顯示的頻率范圍,可等于或小于儀器的頻率范圍,通常是可調的。

測試準備
1.限制性保護:規(guī)定輸入射頻電平和造成性損的電壓值:直流25V,交流峰峰值100V。
2.預熱:測試須等到OVER COLD消失。
3.自校:使用三個月,或重要測量前,要進行自校。
4. 系統(tǒng)測量配置:配置是測量之前把測量的一些參數(shù)輸入進去,省去每次測量都進行一次參數(shù)輸入。內(nèi)容:測試項目、信號輸入方式(頻率還是頻道)、顯示單位、制式、噪聲測量帶寬和取樣點、測CTB、CSO的頻率點、測試行選通等。配置步驟:按MODE鍵——CABLE TV ANALYZER軟鍵——Setup軟鍵,進入設置狀態(tài)。細節(jié)為tune config調諧配置:包括頻率、頻道、制式、電平單位。Analyzer input輸入配置:是否加前置放大器。Beats setup拍頻設置、測CTB、CSO的頻點(頻率偏移CTB FRQ offset、CSO FRQ offset)。GATING YES NO是否選通測試行。C/N setup載噪比設置:頻點(頻率偏移C/N FRQ offset)、帶寬。

頻譜分析儀操作
硬鍵、軟鍵和旋鈕
這是儀器的基本操作手段。
1.三個大硬鍵和一個大旋鈕:大旋鈕的功能由三個大硬鍵設定。按一下頻率硬鍵,則旋鈕可以微調儀器顯示的中心頻率;按一下掃描寬度硬鍵,則旋鈕可以調節(jié)儀器掃描的頻率寬度;按一下幅度硬鍵,則旋鈕可以調節(jié)信號幅度。旋動旋鈕時,中心頻率、掃描寬度(起始、終止頻率)、和幅度的dB數(shù)同時顯示在屏幕上。
2.軟鍵:在屏幕右邊,有一排縱向排列的沒有標志的按鍵,它的功能隨項目而變,在屏幕的右側對應于按鍵處顯示什么,它就是什么按鍵。
3. 其它硬鍵:儀器狀態(tài)(INSTRUMNT STATE)控制區(qū)有十個硬鍵:RESET清零、CANFIG配置、CAL校準、AUX CTRL控制、COPY打印、MODE模式、SAVE存儲、RECALL調用、MEAS/USER測量/用戶自定義、SGL SWP信號掃描。光標(MARKER)區(qū)有四個硬鍵:MKR光標、MKR 光標移動、RKR FCTN光標功能、PEAK SEARCH峰值搜索。控制(CONTRL)區(qū)有六個硬鍵:SWEEP掃描、BW帶寬、TRIG觸發(fā)、AUTO COVPLE自動耦合、TRACE跟蹤、DISPLAY顯示。在數(shù)字鍵區(qū)有一個BKSP回退,數(shù)字鍵區(qū)的右邊是一縱排四個ENTER確認鍵,同時也是單位鍵。大旋鈕上面的三個硬鍵是窗口鍵:ON打開、NEXT下一屏、ZOOM縮放。大旋鈕下面的兩個帶頭的鍵STEP配合大旋鈕使用作上調、下調。
輸入和輸出接口位于一起面板下邊一排。TV IN測視頻指標的信號輸入口;VOL INTEN是內(nèi)外一套旋鈕控制、調節(jié)內(nèi)置喇叭的音量和屏幕亮度;CAL OUT儀器自檢信號輸出;300Mhz 29dBmv儀器標準信號輸出口;PROBE PWR儀器探針電源;IN 75Ω1M—1.8G測試信號總輸入口。

頻譜分析儀儀器特性
分析頻譜分析儀的訊息處理過程
在量測高頻信號時,外差式的頻譜分析儀混波以后的中頻因放大之故,能得到較高的靈敏度,且改變中頻濾波器的頻帶寬度,能容易地改變頻率的分辨率,但由于超外差式的頻譜分析儀是在頻帶內(nèi)掃瞄之故,因此,除非使掃瞄時間趨近于零,無法得到輸入信號的實時(Real Time)反應,故欲得到與實時分析儀的性能一樣的超外差式頻譜分析儀,其掃瞄速度要非常之快,若用比中頻濾波器之時間常數(shù)小的掃瞄時間來掃瞄的話,則無法得到信號正確的振幅,因此欲提高頻譜分析儀之頻率分辨率,且要能得到準確之響應,要有適當?shù)膾呙樗俣?。由以上之敘述,可以得知超外差式頻譜分析儀無法分析瞬時信號(TransientSignal)或脈沖信號(Impulse Signal)的頻譜,而其主要應用則在測試周期性的信號及其它雜散信號(Random Signal)的頻譜。頻譜分析儀系統(tǒng)內(nèi)部及面板顯示的特性,詳如附錄一的說明,對該內(nèi)容的了解將有助于頻譜分析儀的操作使用。一般本地振蕩器輸出信號的頻率均高于中頻信號的頻率,本地振蕩器輸出信號的頻率可被調整在諧波之頻率,亦即?IN=n??LO±?I F n=1,2,3.......⑵
由式⑵得知,頻譜分析儀的信號量測范圍,無形中己被拓寬,低于或高于本地振蕩器或其它諧波頻率的輸入信號,均能被混波產(chǎn)生中頻。延伸輸入信號頻率的混波原理,其中縱軸代表輸入信號(?IN),橫軸代表本地振蕩頻率(?LO),圖中的正負整數(shù)代表公式⑵中頻放大器對應的正負號。
可體會頻譜分析儀利用本地振蕩的諧波信號延伸輸入信號頻率的工作原理。然而可能對應多個輸入信號頻率,為消除此一現(xiàn)象,在衰減器前面加入頻率預選器(Preselector),用來提升頻譜分析儀的范圍,同時使輸出的結果能去除其它不必要的頻率而真正反應輸入信號的頻率。
圖1.4:利用本地振蕩之諧波信號拓展信號頻率的原理
由以上得知超外差或頻譜分析儀無法分析瞬時信號(TransientSignal)或脈沖信號(Impulse Signal)的頻譜,而其主要應用則在測試周期性的信號及其它隨機信號(Random Signal)的頻譜。
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