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問區(qū)
怎樣設(shè)置才能獲得頻譜儀佳的靈敏度,以方便觀測小信號?
首先根據(jù)被測小信號的大小設(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。
如果此時被測小信號的信噪比小于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。對于信噪比不高的小信號,可以減少vbw或者采用軌跡平均,平滑噪聲,減小波動。
需要注意的是,頻譜儀測量結(jié)果是外部輸入信號和頻譜分析儀內(nèi)部噪聲之和,要使測量結(jié)果準(zhǔn)確,通常要求信噪比大于20db。
分辨率帶寬(rbw)越小越好嗎?
rbw越小,頻譜分析儀靈敏度就越好,但是,掃描速度會變慢。好根據(jù)實(shí)際測試需求設(shè)rbw,在靈敏度和速度之間找到平衡點(diǎn)–既保證準(zhǔn)確測量信號又可以得到快速的測量速度。
平均檢波方式(averagetype)如何選擇:power?logpower?voltage?
logpower對數(shù)功率平均:又稱videoaveraging,這種平均方式具有低的底噪,適合于低電平連續(xù)波信號測試。
但對”類噪聲“信號會有一定的誤差,比如寬帶調(diào)制信號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(如:cdma)總功率測量。
電壓平均:這種平均方式適合于觀測調(diào)幅信號或者脈沖調(diào)制信號的上升和下降時間測量。
掃描模式的選擇:sweep還是fft?
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,fft比sweep更具有速度優(yōu)勢,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,fft模式可以測量瞬態(tài)信號;在掃寬超出頻譜分析儀的fft分析帶寬時,如果采用fft掃描模式,工作方式是對信號進(jìn)行分段處理,段與段之間在時間上存在不連續(xù)性,則可能在信號采樣間隙時,丟失有用信號,頻譜分析就會存在失真。

頻譜分析儀產(chǎn)品參數(shù)及配件
是一款外形小巧的測試儀器,頻率可達(dá)4.15GHz,可測功率0dBm,噪聲電平-115dBm。可用于監(jiān)測射頻信號,接入近場天線,
它也能用于EMC測試。
特點(diǎn):
成本、重量、性價比
數(shù)字合成RF系統(tǒng)頻率可達(dá)4.15GHz
輸入電平-110dBm至0dBm
通過USB連接到電腦,無需外接電池
應(yīng)用:
無線遙控、無繩電話、無線監(jiān)視器
生產(chǎn)線自動測試系統(tǒng)
教育、工業(yè)、科學(xué)、(ISM)頻段的應(yīng)用
手機(jī)和PCS(個人通訊服務(wù))
雙向無線電通信,集群無線電通信
藍(lán)牙、WiFi、WiMax。
現(xiàn)場服務(wù)與安裝
參數(shù)項(xiàng)目 TriarchyTSA4G1
頻率 4.15GHz
頻率范圍 1MHz至4.15GHz
小步進(jìn)頻率 2kHz
頻率穩(wěn)定度 <+/-pm
掃頻寬度 1MHz至1000MHz
分辨率帶寬 自動,50KHz,100KHz,200KHz,500KHz
底板噪聲 -115dBm
電平測量范圍 -110dBm至+30dBm
參考電平范圍 -60dBm至+30dBm
顯示刻度 8格顯示,每格1-10dB
掃描時間 2.3秒,可調(diào)倍數(shù)x1至x32
輸入過載電壓
+/-25V
電源 USB +5V
尺寸 115毫米(長)x25毫米(寬)x25毫米(高)
重量 80g
30dB衰減器1個
USB線1條
PC端軟件安裝光盤1張

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(shí)時(Real Time)反應(yīng),故欲得到與實(shí)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(zhǔn)確之響應(yīng),要有適當(dāng)?shù)膾呙樗俣?。由以上之?dāng)⑹?,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(yīng)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(diào)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(fù)整數(shù)代表公式⑵中頻放大器對應(yīng)的正負(fù)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(yīng)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(yù)選器(Preselector),用來提升頻譜分析儀的范圍,同時使輸出的結(jié)果能去除其它不必要的頻率而真正反應(yīng)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(yīng)用則在測試周期性的信號及其它隨機(jī)信號(Random Signal)的頻譜。

頻譜分析是觀察和測量信號幅度和信號失真的一種快速方法,其顯示結(jié)果可以直觀反映出輸入信號的傅立葉變換的幅度。信號頻域分析的測量范圍極其寬廣,超過140dB,這使得頻譜分析儀成為適合現(xiàn)代通信和微波領(lǐng)域的多用途儀器。頻譜分析實(shí)質(zhì)上是考察給定信號源,天線,或信號分配系統(tǒng)的幅度與頻率的關(guān)系,這種分析能給出有關(guān)信號的重要信息,如穩(wěn)定度,失真,幅度以及調(diào)制的類型和質(zhì)量。利用這些信息,可以進(jìn)行電路或系統(tǒng)的調(diào)試,以提率或驗(yàn)證在所需要的信息發(fā)射和不需要的信號發(fā)射方面是否符合不斷涌現(xiàn)的各種規(guī)章條例。
現(xiàn)代頻譜分析儀已經(jīng)得到許多綜合利用,從研究開發(fā)到生產(chǎn)制造,到現(xiàn)場維護(hù)。新型頻譜分析儀已經(jīng)改名叫信號分析儀,已經(jīng)成為具有重要價值的實(shí)驗(yàn)室儀器,能夠快速觀察大的頻譜寬度,然后迅速移近放大來觀察信號細(xì)節(jié)已受到的高度重視。在制造領(lǐng)域,測量速度結(jié)合通過計算機(jī)來存取數(shù)據(jù)的能力,可以快速,和重復(fù)地完成一些極其復(fù)雜的測量。
有兩種技術(shù)方法可完成信號頻域測量(統(tǒng)稱為頻譜分析)。
1.FFT分析儀用數(shù)值計算的方法處理一定時間周期的信號,可提供頻率;幅度和相位信息。這種儀器同樣能分析周期和非周期信號。FFT的特點(diǎn)是速度快;精度高,但其分析頻率帶寬受ADC采樣速率限制,適合分析窄帶寬信號。
2.掃頻式頻譜分析儀可分析穩(wěn)定和周期變化信號,可提供信號幅度和頻率信息,適合于寬頻帶快速掃描測試。
FFT分析儀能夠完成多通道濾波器式同樣的功能,但無需使用許多帶通濾波器,它使用數(shù)字信號處理來實(shí)現(xiàn)多個立濾波器相當(dāng)?shù)墓δ?。從概念上講,F(xiàn)FT方法是簡單明確的:對信號進(jìn)行數(shù)字化,再計算頻譜。實(shí)際上,為了使測量具有意義,還需要考慮很多因素。
FFT的實(shí)質(zhì)是基帶變換,換句話說,F(xiàn)FT的頻率范圍總是從0Hz開始并延伸到某個頻率處。這對需要分析較窄頻帶(不是從直流開始)的測量情況可能是一個重大限制。例如,F(xiàn)FT分析儀具有取樣頻率,F(xiàn)FT的頻率范圍是0Hz到128KHz。若N=1024,則頻率分辨力將是,故不能分辨間隔小于250Hz的譜線。
提高頻率分辨力的一種方法是時間記錄中的取樣點(diǎn)數(shù)N,這也FFT輸出的節(jié)點(diǎn)數(shù)。不過,問題在于,這會增加FFT所要處理的數(shù)組長度,從而增加計算時間。FFT算法的計算時間往往限制了儀器的性能(比如屏幕刷新速度),所以增加FFT的長度往往是可取的。
另一種方法是使用數(shù)字下變頻器,對于帶限信號,進(jìn)行數(shù)字下變頻,這樣等效降低了采樣速率,可以提高頻率分辨力。ADC的輸出與數(shù)字正弦波相乘,借助數(shù)字混頻使數(shù)字正弦波的頻率降低。
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