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频谱分析仪的技术介绍

  频谱分析仪的简单介绍:

  首先,电源对于频谱分析仪来说是非常重要的,在给频谱分析仪接通电源之前,一定要确保电源接法正确无误,保证接地线正确接地。频谱仪配置的是三芯电源线,开机之前,一定要先将电源线插头插入标准的三相插座中,不能使用没有接地保护的电源线,防止对测试人员造成人身伤害。

  其次,对信号进行精确测量前,开机后应预热三十分钟,当测试环境温度改变3—5度时,频谱仪应重新进行校准。

  任何频谱仪在输入端口都有一个允许输入的较大安全功率,称为较大输入电平。一般频谱仪的较大输入电平值通常在前面板靠近输入连接口的地方标出。如果频谱仪不允许信号中含有直流电压,当测量带有直流分量的信号时,应外接一个恰当数值的电容器用于隔直流。

  当对所测信号的性质不太了解时,可采用以下的办法来保证频谱分析仪的安全使用:如果有RF功率计,可以用它来先测一下信号电平,如果没有功率计,则在信号电缆与频谱仪的输入端之间应接上一个一定量值的外部衰减器,频谱仪应选择较大的射频衰减和可能的较大基准电平,并且使用最宽的频率扫宽(SPAN),保证可能偏出屏幕的信号可以清晰看见。我们也可以使用示波器、电压表等仪器来检查DC及AC信号电平。

  频谱分析仪的技术介绍:

  (1)输入频率范围

  指频谱仪能够正常工作的较大频率区间,以HZ表示该范围的上限和下限,由扫描本振的频率范围决定。现代频谱仪的频率范围通常可从低频段至射频段,甚至微波段,如1KHz——4GHz。这里的频率是指中心频率,即位于显示频谱宽度中心的频率。

  (2)分辨力带宽

  指分辨频谱中两个相邻分量之间的最小谱线间隔,单位是HZ。它表示频谱仪能够把两个彼此靠得很近的等幅信号在规定低点处分辨开来的能力。在频谱仪屏幕上看到的被测信号的谱线实际是一个窄带滤波器的动态幅频特性图形(类似钟形曲线),因此,分辨力取决于这个幅频生的带宽。定义这个窄带滤波器幅频特性的3dB带宽为频谱仪的分辨力带宽。

  (3)灵敏度

  指在给定分辨力带宽、显示方式和其他影响因素下,频谱仪显示最小信号电平的能力,以dBm、dBu、dBv、V等单位表示。超外差频谱仪的灵敏度取决于仪器的内噪声。当测量小信号时,信号谱线是显示在噪声频谱之上的。为了易于从噪声频谱中看清楚信号谱线,一般信号电平应比内部噪声电平高10dB。另处,灵敏度还与扫频速度有关,扫频速度赶快,动态幅频特性峰值越低,导致灵敏度越低,并产生幅值差。

  (4)动态范围

  指能以规定的准确度测量同时出现在输入端的两个信号之间的较大差值。动态范围的上限爱到非线性失真的制约。频谱仪的幅值显示方式有两种:线性的对数。对数显示的优点是在有限的屏幕有效的高度范围内,可获得较大的动态范围。频谱仪的动态范围一般在60dB以上,有时甚至达到100dB以上。

  (5)频率扫描宽度(Span)

  另有分析谱宽、扫宽、频率量程、频谱跨度等不同叫法。通常指频谱仪显示屏幕最左和最右垂直刻度线内所能显示的响应信号的频率范围(频谱宽度)。根据测试需要自动调节,或人为设置。扫描宽度表示频谱仪在一次测量(也即一次频率扫描)过程中所显示的频率范围,可以小于或等于输入频率范围。频谱宽度通常又分为三种模式。

  ①全扫频 频谱仪一次扫描它的有效频率范围。

  ②每格扫频 频谱仪一次只扫描一个规定的频率范围。用每格表示的频谱宽度可以改变。

  ③零扫频 频率宽度为零,频谱仪不扫频,变成调谐接收机。

  (6)扫描时间(Sweep Time,简作ST)

  即进行一次全频率范围的扫描、并完成测量所需的时间,也叫分析时间。通常扫描时间越短越好,但为保证测量精度,扫描时间必须适当。与扫描时间相关的因素主要有频率扫描范围、分辨率带宽、视频滤波。现代频谱仪通常有多档扫描时间可选择,最小扫描时间由测量通道的电路响应时间决定。

  (7)幅度测量精度

  有绝对幅度精度和相对幅度精度之分,均由多方面因素决定。绝对幅度精度是针对满刻度信号的指标,受输入衰减、中频增益、分辨率带宽、刻度逼真度、频响及校准信号本身的精度等的综合影响;相对幅度精度与测量方式有关,在理想情况下仅有频响和校准信号精度两项误差来源,测量精度可以达到非常高。仪器在出厂前要经过校准,各种误差已被分别记录下来并用于对实测数据进行修正,显示出来的幅度精度已有所提高。

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