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頻譜分析儀
是一種比較貴重的綜合性儀器,一旦損壞,相應(yīng)的維修費用比較高,且維修周期比較長,因此正確使用非常重要。
1、對于來說電源是非常重要的,在給頻譜分析儀加電之前,一定要確保電源接確,保證地線可靠接地。頻譜分析儀配置的是三芯電源線,開機之前,必須將電源線插頭插入標(biāo)準(zhǔn)的三相插座中,千萬不要使用沒有保護地的電源線,以防止可能造成的人身傷害。
2、在對信號進行測量前,頻譜分析儀開機后應(yīng)預(yù)熱三十分鐘,當(dāng)測試環(huán)境溫度改變35度時,頻譜分析儀應(yīng)重新進行校準(zhǔn)。
3、任何頻譜分析儀在輸入端口都有一個允許輸入的全功率,稱為輸入電平。如國產(chǎn)多功能頻譜分析儀4032要求連續(xù)波輸入信號的功率不能超過+30dBmW(1W),且不允許直流輸入。若輸入信號值超出了頻譜分析儀所允許的輸入電平值,則會造成儀器損壞;對于不允許直流輸入的頻譜分析儀,若輸入信號中含有直流成份,則也會對頻譜分析儀造成損傷。
一般的輸入電平值通常在前面板靠近輸入連接口的地方標(biāo)出。如果頻譜分析儀不允許信號中含有直流電壓,當(dāng)測量帶有直流分量的信號時,應(yīng)外接一個恰當(dāng)數(shù)值的電容器用于隔直流。
當(dāng)對所測信號的性質(zhì)不太了解時,我們可采用以下的辦法來保證頻譜分析儀的安全使用:如果有RF功率計,可以用它來先測一下信號電平;如果沒有功率計,則在信號電纜與頻譜儀的輸入端之間應(yīng)接上一個一定量值的外部衰減器,頻譜分析儀應(yīng)選擇的射頻衰減和可能的基準(zhǔn)電平,并且使用寬的頻率掃寬(SPAN),保證可能偏出屏幕的信號可以清晰看見。我們也可以使用示波器、電壓表等儀器來檢查DC及AC信號電平。

基于快速傅里葉變換(FFT)的現(xiàn)代頻譜分析儀,通過傅里葉運算將被測信號分解成分立的頻率分量,達到與傳統(tǒng)頻譜分析儀同樣的結(jié)果。這種新型的頻譜分析儀采用數(shù)字方法直接由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)對輸入信號取樣,再經(jīng)FFT處理后獲得頻譜分布圖。
在這種頻譜分析儀中,為獲得良好的儀器線性度和高分辨率,對信號進行數(shù)據(jù)采集時 ADC的取樣率少等于輸入信號頻率的兩倍,亦即頻率上限是100MHz的實時頻譜分析儀需要ADC有200MS/S的取樣率。
半導(dǎo)體工藝水平可制成分辨率8位和取樣率4GS/S的ADC或者分辨率12位和取樣率800MS/S的ADC,亦即,原理上儀器可達到2GHz的帶寬,為了擴展頻率上限,可在ADC前端增加下變頻器,本振采用數(shù)字調(diào)諧振蕩器。這種混合式的頻譜分析儀可擴展到幾GHz以下的頻段使用。
FFT的性能用取樣點數(shù)和取樣率來表征,例如用100KS/S的取樣率對輸入信號取樣1024點,則輸入頻率是50KHz和分辨率是50Hz。如果取樣點數(shù)為2048點,則分辨率提高到25Hz。由此可知,輸人頻率取決于取樣率,分辨率取決于取樣點數(shù)。FFT運算時間與取樣,點數(shù)成對數(shù)關(guān)系,頻譜分析儀需要高頻率、高分辨率和高速運算時,要選用高速的FFT硬件,或者相應(yīng)的數(shù)字信號處理器(DSP)芯片。例如,10MHz輸入頻率的1024點的運算時間80μs,而10KHz的1024點的運算時間變?yōu)閙s,1KHz的1024點的運算時間增加至640ms。當(dāng)運算時間超過200ms時,屏幕的反應(yīng)變慢,不適于眼睛的觀察,補救辦法是減少取樣點數(shù),使運算時間降低至200ms以下。

頻譜分析儀使用
圖示測試儀
什么是頻譜分析儀在頻域內(nèi)分析信號的圖示測試儀。以圖形方式顯示信號幅度按頻率的分布,即X軸表示頻率,Y軸表示信號幅度。
原理
用窄帶帶通濾波器對信號進行選通。
主要功能
顯示被測信號的頻譜、幅度、頻率??梢匀帮@示,也可以選定帶寬測試。
測量機制
1.把被測信號與儀器內(nèi)的基準(zhǔn)頻率、基準(zhǔn)電平進行對比。因為許多測量的本質(zhì)都是電平測試,如載波電平、A/V、頻響、C/N、CSO、CTB、HM、CM以及數(shù)字頻道平均功率等。
2.波形分析:通過107選件和相應(yīng)的分析軟件,對電視的行波形進行分析,從而測試視頻指標(biāo)。如DG、DP、CLDI、調(diào)制深度、頻偏等。

實時式頻譜分析儀
在存在被測信號的有間內(nèi)提取信號的全部頻譜信息進行分析并顯示其結(jié)果的儀器主要用于分析持續(xù)時間很短的非重復(fù)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(dāng)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(jié)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(jié)果是復(fù)數(shù),可以換算成幅度和相位。分析結(jié)果也可送到打印繪圖儀或通過標(biāo)準(zhǔn)接口與計算機相連。
技術(shù)指標(biāo)
頻譜分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)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(yīng)。
頻率范圍
頻譜分析儀進行正常工作的頻率區(qū)間。現(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(shù)指標(biāo)。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(diào)頻和邊帶噪聲等因素有關(guān),掃頻式頻譜分析儀的分辨力還與掃描速度有關(guān)。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(diào)的。
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