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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,可以進行電路或系統(tǒng)的調(diào)試,以提率或驗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。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驗室儀器,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)字信號處理來實現(xiàn)多個立濾波器相當(dāng)?shù)墓δ堋母拍钌现v,F(xiàn)FT方法是簡單明確的:對信號進行數(shù)字化,再計算頻譜。實際上,為了使測量具有意義,還需要考慮很多因素。
FFT的實質(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數(shù)N,這也FFT輸出的節(jié)點數(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。

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(shè)定。按一下頻率硬鍵,則旋鈕可以微調(diào)儀器顯示的中心頻率;按一下掃描寬度硬鍵,則旋鈕可以調(diào)節(jié)儀器掃描的頻率寬度;按一下幅度硬鍵,則旋鈕可以調(diào)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(biāo)志的按鍵,它的功能隨項目而變,在屏幕的右側(cè)對應(yīng)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(zhǔn)、AUX CTRL控制、COPY打印、MODE模式、SAVE存儲、RECALL調(diào)用、MEAS/USER測量/用戶自定義、SGL SWP信號掃描。光標(biāo)(MARKER)區(qū)有四個硬鍵:MKR光標(biāo)、MKR 光標(biāo)移動、RKR FCTN光標(biāo)功能、PEAK SEARCH峰值搜索??刂疲–ONTRL)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(rèn)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(diào)、下調(diào)。
輸入和輸出接口位于一起面板下邊一排。TV IN測視頻指標(biāo)的信號輸;VOL INTEN是內(nèi)外一套旋鈕控制、調(diào)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(biāo)準(zhǔn)信號輸出口;PROBE PWR儀器探針電源;IN 75Ω1M—1.8G測試信號總輸。

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4.15GHz,可測功率0dBm,噪聲電平-115dBm??捎糜诒O(jiān)測射頻信號,接入近場天線,
它也能用于EMC測試。
特點:
成本、重量、性價比
數(shù)字合成RF系統(tǒng)頻率可達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
手機和PCS(個人通訊服務(wù))
雙向無線電通信,集群無線電通信
藍牙、WiFi、WiMax。
現(xiàn)場服務(wù)與安裝
參數(shù)項目 TriarchyTSA4G1
頻率 4.15GHz
頻率范圍 1MHz至4.15GHz
小步進頻率 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

分析時間
完成一次頻譜分析所需的時間,它與分析譜寬和分辨力有密切關(guān)系。對于實時式頻譜分析儀,分析時間不能小于其窄分辨帶寬的倒數(shù)。
掃頻速度:分析譜寬與分析時間之比,也就是掃頻的本振頻率變化速率。
靈敏度
頻譜分析儀顯示微弱信號的能力,受頻譜儀內(nèi)部噪聲的限制,通常要求靈敏度越高越好。范圍指在顯示器上可同時觀測的信號與弱信號之比?,F(xiàn)代頻譜分析儀的范圍可達80分貝。
顯示方式
頻譜分析儀顯示的幅度與輸入信號幅度之間的關(guān)系。通常有線性顯示、平方律顯示和對數(shù)顯示三種方式。
假響應(yīng)
顯示器上出現(xiàn)不應(yīng)有的譜線。這對超外差系統(tǒng)是不可避免的,應(yīng)設(shè)法抑止到小,現(xiàn)代頻譜分析儀可做到小于-90分貝毫瓦。
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