頻譜分析儀講稿ppt課件

1、頻譜分析儀主要內(nèi)容引見頻譜分析儀內(nèi)部構(gòu)造及任務(wù)原理引見頻譜分析儀主要參數(shù)的設(shè)置論述頻譜分析儀的主要丈量運用簡述本卷須知8563ASPECTRUM ANALYZER 9 kHz - 26.5 GHz要到達(dá)的學(xué)習(xí)目的了解頻譜分析儀構(gòu)造原理熟練運用頻譜分析儀合理設(shè)置頻譜分析儀主要參數(shù)降低測試誤差頻域和時域的概念 時域：是信號在時間軸上顯示的波形 頻域：是在頻率軸上顯示信號所包含的頻率tufu頻域和時域傅立葉變換原理通知我們：任何時域內(nèi)電信號都是由一個或多個不同頻率、不同幅度和不同相位的正弦波或余弦波組成的，但運用示波器無法察看到頻域內(nèi)信息，只能在時域內(nèi)察看到信號波形；運用頻譜分析儀在頻域丈量，就能顯

2、示出信號所包含的一切正弦波或余弦波的頻率分量；幅度(功率)頻率時域丈量頻域丈量時間tU時域f03f0f頻域上圖是信號在時域和頻域內(nèi)察看的結(jié)果，由此可以清楚看出信號在時域得到的是信號的波形信息，不能分析頻率分量。假設(shè)存在干擾或諧波失真信號，在時域上無法區(qū)分。在頻域上可以準(zhǔn)確地丈量有用信號和無用信號的各種參數(shù)。這就是頻域察看的必要性。頻域察看的必要性2 頻譜分析儀構(gòu)造及原理頻譜分析儀的類型1. 譜分析儀主要有超外差式頻譜分析儀2. 快速傅立葉變換FFT頻譜分析儀： 被分析的信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣，變成離散信號，采樣值被保管在一個存儲器中，經(jīng)過離散FFT變換計算，計算出信號的頻譜。FFT分析儀僅適宜

3、丈量低頻信號。超外差頻譜分析儀 這種頻譜分析儀，首先輸入信號與延續(xù)掃頻本振進(jìn)展混頻，再與固定本振混頻變到中頻21.4MHz，經(jīng)過可變增益放大器中頻濾波器，再經(jīng)一個可變增益放大器或?qū)?shù)放大器經(jīng)過檢波視頻濾波顯示在顯示屏上的頻率軸上。超外差頻譜分析儀內(nèi)部構(gòu)造如以下圖濾波器頻率基準(zhǔn)對數(shù)放大器RF 輸入衰減器混頻器IF 濾波器包絡(luò)檢波器視頻濾波器本地振蕩器掃頻發(fā)生器IF 增益輸入顯示IF 增益t/f輸入信號與本振混頻經(jīng)中頻濾波顯示在屏幕上f2f1f3finfloIF=flo-finIFt1/f1t2/f2t3/f3混頻濾波ff屏幕顯示檢波t1t2t3f1f2f3(f1、f2, f3)(f1, f2、

4、f3)(f1, f2、 f3)L1L2L31射頻輸入部分前端 在電信領(lǐng)域中運用的丈量儀器的輸入要求一樣，頻譜分析儀通常采用的輸入阻抗50歐姆。為了能在輸入阻抗的系統(tǒng)中運用，如有線電視、廣播系統(tǒng)中，比輸入阻抗運用更為廣泛，在這樣的系統(tǒng)中用頻譜分析儀進(jìn)展測試時，通常 需求一個的阻抗變換器，否那么，會由于不匹配呵斥的丈量誤差。 實現(xiàn)轉(zhuǎn)換最簡單的方法是串一個的阻抗。雖然后者的插入損耗低大約1.8dB，但只是輸入的匹配，而輸出到頻譜儀的射頻銜接卻處于失配，如圖9.14a所示。頻譜儀的輸入阻抗偏離了，由于多徑反射會呵斥丈量誤差。為此，建議運用兩端都匹配的衰減器如或衰減器，如圖9.14b所示，在這種情況下，

5、會呵斥高的插入損耗。匹配2低通濾波器低通濾波器的主要作用是抑制鏡像頻率。LORFIF鏡像為了保證接納有用信號的質(zhì)量，需在射頻混頻器前參與濾波器來抑制鏡像頻率。信號帶寬窄采用低中頻方式比較容易處置。見以下圖： 本振混頻低通衰減帶通混頻：信號鏡像中頻低通fI本振finminfimminfLmin低中頻方式：fIfIfLfimfinfIfIfIfIfIfIfLfinfim當(dāng)輸入信號頻帶很寬時，采用低中頻混頻方式，鏡像與信號重疊。低通濾波器不能將鏡像噪聲濾除，中頻將疊加鏡像噪聲。處理這個問題的方法是采用比信號高的中頻方案。見下頁：低中頻方式不能抑制鏡像采用高中頻方式將信號與鏡像分開輸入信號本振鏡像中頻

6、fIfin minfin maxfLminfLmaxfimminfIfIfIfI高中頻方式可以抑制鏡像3衰減器衰減器主要有三個作用1. 維護(hù)頻譜儀不受損壞：丈量高電平信號時，為了不燒壞頻譜分析儀，必需對信號進(jìn)展衰減；2. 提高測試的準(zhǔn)確性：混頻器是非線性器件，當(dāng)混頻器輸入信號電平較高時，輸出信號電平超越混頻器1dB緊縮點電平，使無互調(diào)范圍減小，輸出會產(chǎn)生三階五階互調(diào)調(diào)和波失真。測試結(jié)果會不準(zhǔn)確。3. 提高頻譜儀動態(tài)范圍：經(jīng)過設(shè)置步進(jìn)衰減器調(diào)理進(jìn)入混頻器的電平，可以得到較大的動態(tài)范圍3混頻器混頻器的作用就是將輸入高頻信號轉(zhuǎn)換成中頻信號，由于混頻器是非線性器件，輸出會有很多頻率成分 ： 但我們需求

7、的是混頻方式有兩種：本振的基波混頻調(diào)和波混頻，基波混頻是輸入信號與本振基波混頻，而諧波混頻是信號與本振信號的諧波混頻。諧波混頻會呵斥相對高的轉(zhuǎn)換損耗?；祛l器對輸入RF小信號而言是線性網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)輸入信號幅度逐漸增大時，就存在著非線性失真問題，所以輸入信號的幅值應(yīng)低于頻譜分析儀混頻器的1dB緊縮點。RFLOIF上變頻是一個非線性過程。變頻器的輸入/輸出特性可以用臺勞級數(shù)來描畫： V0t=a0+a1x+a2x2+a3x3+。 1假設(shè)本振u1=Um1cos1t, 信號u2=Um2cos 2t 將x=Um1cos1t, +Um2cos 2t代入式1, 那么可以求得V0t中的各頻率分量表達(dá)式： o=|p1q

8、2| p、q=0, 1, 2, (2)式2闡明, 輸出信號包含基波、諧波、基波諧波的各種不同組合。為了簡單闡明問題，如今我們只單獨來看1式中的x2項。將x=Um1cos1t, +Um2cos 2t代入x2就得到： Um1cos1t, +Um2cos 2t2 =Um1cos1t2+ 2 Um1cos1t Um2cos 2t+ Um2cos 2t2。3 Um1cos1t Um2cos 2t=1/2Um1Um2cos1t2tcos1t-2t?；祛l器4增益可變中頻放大器輸入信號經(jīng)過了前置衰減器，混頻器電平降低，為了恢復(fù)信號幅值，在混頻后對中頻信號進(jìn)展放大。在放大有用信號的同時，噪聲和干擾信號也被同時放

9、大與RF衰減器捆綁在一同5中頻濾波器中頻信號經(jīng)放大后，然后經(jīng)過中頻濾波器，中頻濾波器是一個帶通濾波器，它選出需求的混頻分量，抑制掉其他不需求的信號。中頻濾波器的帶寬決議了頻譜分析儀的RBW范圍根據(jù)頻譜分析儀類型不同，中頻濾波器有模擬濾波器、數(shù)字濾波器和FFT濾波器 濾波器的帶寬通常為3MHz、1MHz、300KHz、 100KHz、 30KHz、 10KHz、3KHz、 1KHz、300Hz、100Hz、10Hz、1Hz分辨率帶寬RBW越窄接近的兩個信號區(qū)分越清楚RBW6 模擬濾波器模擬濾波器用來實現(xiàn)大的分辨率帶寬。普通頻譜儀為4級濾波電路，也有5級濾波電路產(chǎn)品，這樣可分別得到14和10的波形

10、因子，然而理想的高斯濾波器的波形因子為4.6波形因子即帶寬選擇性，簡稱選擇性。在實踐丈量中，經(jīng)常會遇到這種情形，兩個頻率接近的信號幅度不等，大信號構(gòu)成的呼應(yīng)曲線掩蓋了小信號，使小信號喪失，所以很多公司產(chǎn)品提供了濾波器3dB帶寬，表示等幅正弦信號頻率相差多少時仍能將它們區(qū)分開，這樣的合成呼應(yīng)曲線仍有兩個峰 值，中間下沉大約3dB,如以下圖所示有些頻譜分析儀的帶寬選擇性定義為60dB與3dB帶寬之比，如以下圖，也有的頻譜分析儀的選擇性用60dB和6dB帶寬之比表示3 dB60 dB60 dB BW3 dB BW3 dB BW 選擇性 =7濾波器矩形系數(shù)兩等幅信號的測試3 dB10 kHz10 kH

11、z RBW3dB60dBRBW=1KRBW=10K8數(shù)字中頻濾波器經(jīng)過數(shù)字濾波器可以獲得很窄的帶寬。和模擬濾波器相比，理想的高斯濾波器可以實現(xiàn)。數(shù)字濾波器在可接受的價錢內(nèi)有更好的選擇性。如5級電路模擬濾波器的波形因子為10，高斯濾波器為4.6。另外，數(shù)字濾波器有更好的溫度穩(wěn)定性，無需調(diào)整，所以在帶寬上更加準(zhǔn)確由于數(shù)字濾波器的瞬態(tài)相應(yīng)曾經(jīng)確定，運用適宜的修正系數(shù)可使數(shù)字濾波器獲得比模擬濾波器在一樣帶寬的情況下更短的掃描時間典型選擇性 模擬 15:1 數(shù)字 5:1模擬濾波器數(shù)字濾波器9FFT濾波器 假設(shè)單純?yōu)榱藴y試精度而設(shè)置非常窄的分辨率帶寬，那么會呵斥無法容忍的長時間掃描，因此在非常高的分辨率的

12、情況下建議采用FFT濾波器，從時域特性計算頻譜，見以下圖。當(dāng)采用FFT濾波器時，頻率非常高的信號不能經(jīng)過A/D直接采樣，須經(jīng)過與本振混頻變?yōu)橹蓄l并在時域?qū)ㄓ嵦柸覺(t)A/DRAMFFT10對數(shù)放大器檢波器之前有一個對數(shù)放大器，對數(shù)放大器按照對數(shù)函數(shù)來緊縮信號電平對于輸入電壓幅度v,輸出電壓幅度為logv，這大大減小了由檢波器所檢測的信號電平變化，而同時向用戶提供校準(zhǔn)成用分貝讀數(shù)的對數(shù)垂直刻度，在頻譜分析儀中，由于信號電平大幅度變化，故需求采用對數(shù)刻度 對數(shù)放大器11檢波器頻譜分析儀普通都是用包絡(luò)檢波器把IF信號變換成視頻。包絡(luò)檢波器最簡單的方式是一個二極管后面接一個并聯(lián)的RC電路，如以

13、下圖峰值檢波器由二極管和RC電路組成，其輸出要跟隨IF信號的包絡(luò)而變化，它必然也具有一定的呼應(yīng)時間，這就是檢波器的時間常數(shù)。時間常數(shù)太大，檢波器就不能及時跟上包絡(luò)變化的速度；掃描速度的快慢也會對檢波器輸出產(chǎn)生影響，掃描太快，檢波器電路來不及呼應(yīng)，其輸出幅度也就反映不出包絡(luò)的變化檢波方式不同的檢波方式在顯示屏上會有不同的數(shù)據(jù)處置，頻譜分析儀主要有以下檢波方式：最大峰值檢波最小峰值檢波取樣檢波RMS檢波器平均值檢波 最大峰值檢波取樣檢波最小峰值檢波12視頻濾波器視頻濾波器在包絡(luò)檢波器之后，視頻濾波器決議了視頻帶寬，視頻濾波器是第一級低通設(shè)置，用于從視頻信號中濾除噪聲，平滑軌跡，從而使顯示結(jié)果穩(wěn)定。

14、和分辨率帶寬類似，視頻帶寬也會限制最大允許掃描速度，要到達(dá)最小的掃描時間需求增大視頻帶寬S/N比較低時，可以經(jīng)過減小VBW來穩(wěn)定顯示，弱信號會在頻譜中突現(xiàn)出來并且穩(wěn)定可再現(xiàn)。在丈量正弦波信號時，減小VBW，對電平無影響未經(jīng)視頻濾波經(jīng)過視頻濾波13鋸齒波發(fā)生器、本振和顯示鋸齒波發(fā)生器既控制顯示器上X軸掃描位置，又控制LO的頻率，所以就可以經(jīng)過校準(zhǔn)，用顯示器的程度軸來表示輸入信號頻率任何振蕩器都不是絕對穩(wěn)定的，而是在一定程度上被隨機噪腔調(diào)頻或調(diào)相的。LO的不穩(wěn)定性會直接影響由LO和輸入信號混頻后的中頻，因此，LO的相位噪腔調(diào)制邊帶也會在顯示器上任何譜分量的兩邊出現(xiàn)，LO越穩(wěn)定，相位噪聲越低YIG振

15、蕩器經(jīng)常被用作本振，也由一些頻譜儀采用壓控振蕩器作為本振，其調(diào)理范圍較小，但較YIG調(diào)整起來更快；為了添加頻譜儀的頻率精度，本振信號可以是合成信號，也就是說，本振經(jīng)鎖相環(huán)鎖定在參考信號上。參考信號通常由一個溫控晶振產(chǎn)生，為了添加頻率精度與長期的穩(wěn)定性，大多數(shù)頻譜儀廣泛采用恒溫控制晶振顯示屏X軸掃描Y軸信號頻譜分析儀性能目的頻譜分析儀有以下主要性能目的：濾波器特性相位噪聲接納機的固有噪聲系統(tǒng)非線性1dB緊縮點動態(tài)范圍丈量精度下面就這些目的分別討論1分辯濾波器特性中頻濾波器需求矩形濾波器，但對頻譜分析儀而言，矩形濾波器的瞬態(tài)呼應(yīng)是不適宜的。由于這樣的濾波器與較長的瞬態(tài)呼應(yīng)時間，輸入信號的頻譜應(yīng)經(jīng)過

16、非常緩慢的本振調(diào)諧變到中頻儀防止幅度誤差。運用優(yōu)化瞬態(tài)呼應(yīng)的高斯濾波器可以獲得較短的測試時間濾波器的特性常以波形系數(shù)來定義：SFBW60dB/BW(3dB)失真產(chǎn)物2相位噪聲相位噪聲是振蕩器短時間穩(wěn)定度的度量參數(shù),雖然我們看不到頻譜分析儀LO系統(tǒng)的實踐頻率抖動，但LO頻率或相位不穩(wěn)定的表現(xiàn)是可以察看到的，這就是相位噪聲相位噪聲通常是以一個單載波的幅度為參考，并偏移一定的頻率下的單邊帶相位噪聲。這個數(shù)值是指在1Hz帶寬下的相對噪聲電平，故其單位為dBc(1Hz)或 dBc/Hz,c表示載波，由于相位噪聲電平比載波電平低，所以定義為負(fù)值相位噪聲主要影響頻譜分析儀的分辨率和動態(tài)范圍噪聲邊帶3分析儀的

17、固有噪聲固有噪聲可以了解為頻譜分析儀的熱噪聲。固有噪聲會導(dǎo)致輸入信號信噪比的惡化。所以固有噪聲是頻譜分析儀靈敏度的度量目的，決議了頻譜分析儀的最小可檢測電平目的中的顯示噪聲平均電平必需對應(yīng)相應(yīng)的分辨率帶寬和衰減器設(shè)置，由于這兩個目的對顯示的噪聲電平都有影響。典型情況下是設(shè)置衰減器為0dB和最小分辨率帶寬RF衰減器設(shè)置和RBW對設(shè)置對顯示噪聲本底影響見以下圖減小帶寬 = 降低噪聲10 dB10 kHz RBW1 kHz RBW10 dB100 kHz RBW4IF濾波器帶寬對噪聲電平的影響10 dB信號電平5RF輸入衰減對噪聲電平的影響10dB衰減20dB衰減6接納機的非線性特性由于頻譜分析儀中

18、含有半導(dǎo)體器件，所以存在非線性。然而頻譜分析儀要求無失真顯示被測輸入信號，所以線性特性是頻譜分析儀必需的性能參量，對于單正弦波信號輸入的情況，由于存在非線性，會產(chǎn)生各次諧波，對于輸入信號是兩個幅度相等的正弦波信號的情況，除了產(chǎn)生諧波之外，同時也有互調(diào)產(chǎn)物，互調(diào)產(chǎn)物的階數(shù)是所含頻率各次項之和頻譜儀的線性主要由混頻器和中頻放大器決議，而輸入射頻衰減器實踐上對線性是沒有影響的。假設(shè)由射頻衰減器改動混頻器的輸入電平，頻譜儀產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物電平將依其階數(shù)變化，而DUT產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物電平堅持不變。所以調(diào)理衰減器可以判別頻譜儀顯示的互調(diào)產(chǎn)物的來源：假設(shè)添加RF衰減，而諧波和互調(diào)產(chǎn)物的相對電平堅持不變，闡明失真

19、來自DUT，丈量結(jié)果正確；假設(shè)諧波和互調(diào)產(chǎn)物的相對電平有變化，那么闡明有部分失真來自頻譜分析儀內(nèi)部，丈量結(jié)果不正確頻譜儀常用截止點T.O.I和1dB緊縮點來表征分析儀的非線性特性0dB-20dB-40dB-60dB-80dB-100dB-60dB-30dB0dB二次諧波三階互調(diào)混頻器二次諧波和三階互調(diào)-20dB-40dB-60dB-80dB-100dB-60dB-30dB0dB-0dBRBW=100Hz顯示噪聲RBW=1K顯示噪聲信噪比示圖-20dB-40dB二次諧波-60dB三階互調(diào)-80dBRBW=1K顯示噪聲-100dB-60dB-30dB0dB混頻器最正確任務(wù)區(qū)混頻器最正確任務(wù)區(qū)7動態(tài)

20、范圍動態(tài)范圍是頻譜分析儀同時處置不同電平信號的才干。動態(tài)范圍的限值依賴于實踐所要進(jìn)展的丈量，動態(tài)范圍下限是由自然噪聲或相位噪聲決議的，動態(tài)范圍的上限是由1dB緊縮點或由頻譜儀過載而呵斥的失真決議的最大動態(tài)范圍通常是在最小分辨率帶寬情況下，顯示的噪聲做為下限，1dB緊縮點作為上限。假設(shè)到達(dá)第一級混頻器的輸入電平高出1dB緊縮點，那么將產(chǎn)生混頻器的非線性失真，運用較小的RBW時，失真產(chǎn)物就會明顯地顯示出來他們不會被噪聲淹沒，此時的頻譜丈量就不能明確反映被測設(shè)備的真實頻譜 頻譜分析儀動態(tài)范圍頻譜分析儀的動態(tài)范圍目的是表征頻譜儀同時丈量大小信號的才干，用最大信號與最小信號之比的dB值表示。1混頻器的內(nèi)

21、部失真-限制了最大信號電平2內(nèi)部噪聲電平-限制了最小信號電平3本振相位噪聲-限制了丈量近端微弱信號的才干 根據(jù)上述分析，頻譜儀在運用時要留意上述影響要素，以獲得較大的動態(tài)范圍。通常，頻譜分析儀的動態(tài)范圍為70-120dBc。8丈量精度頻譜儀丈量精度分為頻率測試精度和幅度丈量精度頻率精度：頻譜儀的本振經(jīng)過鎖相環(huán)同步到一個穩(wěn)定的參考振蕩器上，頻譜分析儀的頻率精度也就是參考源的精度，并且受參考源的溫度和長期穩(wěn)定度的影響。參考源通常采用溫度補償晶體振蕩器和箱控晶體振蕩器，產(chǎn)生的參考頻率收到環(huán)境溫度和操作期間老化的影響幅度丈量精度：其誤差來源主要有頻率呼應(yīng)，衰減器誤差，中頻增益誤差，線性誤差，帶寬切換誤

22、差和失配誤差SpecificationsAccuracy: Frequency Readout Accuracy ExampleSingle Marker Example:2 GHz400 kHz span3 kHz RBWCalculation: (2x10 9 Hz) x (1.3x10 - 7 /yr.ref.error) =260 Hz1% of 400 kHz span=4000 Hz15% of 3 kHz RBW=450 Hz10 Hz residual error=10 HzTotal = 4720 HzAccuracy: Relative Amplitude Accuracy

23、 - Freq. ResponseSpecification: 1 dB Signals in the Same Harmonic Band頻譜分析儀靈敏度 靈敏度是表示接納微弱信號的才干，而限制接納機靈敏度提高的主要要素是內(nèi)部噪聲電平。頻譜儀在不加任何信號時也會顯示噪聲電平，這個平均噪聲電平DANLDisplayed Average Noise Level通常稱為本底噪聲Noise Floor。本底噪聲在頻譜圖中表現(xiàn)為接近顯示器底部噪聲基線。因此，被測信號小于本底噪聲那么測不出來。 本底噪聲是頻譜儀本身產(chǎn)生的噪聲，其大部分來自中頻放大器第一級前的器件與電路的熱噪聲，且是寬帶白噪聲。常用的頻譜

24、儀的靈敏度，普通數(shù)量級為100-150dBm。頻譜分析儀靈敏度本振信號中頻相位噪聲鏡像fIfIfI9Sweep time頻譜分析儀的掃描時間是掃描一次整個頻率量程并完成丈量所需求的時間，也稱分析時間，我們普通都希望丈量速度越快越好，因此希望掃描時間越短越好，和掃描時間有關(guān)聯(lián)的主要有：span、RBW和VBW，而且檢波器的時間常數(shù)對掃描時間也有影響當(dāng)VBW小于或等于RBW時，STkspan/RBW/VBW，K為濾波器比例系數(shù)，掃描范圍越大，掃描時間越長。RBW越小，精度提高，但每次掃描的帶寬變窄，總的掃描時間會添加，VBW也同理。假設(shè)檢波器時間常數(shù)太大，檢波器就不能及時地跟上包絡(luò)變化的速度，測試

25、時間也必需添加以下圖是掃描時間太短的結(jié)果表示圖：頻率升高，幅值下降PHS頻譜測試時sweep time設(shè)為4s，也可設(shè)置Auto掃頻過快10Display由于在視頻濾波前的對數(shù)放大器，有緊縮特性，所以在丈量范圍內(nèi)，幅值越大，準(zhǔn)確度越高，所以在顯示器的7090范圍內(nèi)丈量最適宜，測試時被測頻譜置于頻譜分析儀顯示屏的7090范圍內(nèi)709011detector mode頻譜分析儀普通都以正峰值作為其主要檢波方式，而把采樣方式作為輔助檢波方式。建議在測試雜散時采用正峰值檢波方式，即peak方式，由于不論分辯帶寬和視頻帶寬之比是多少，都不會喪失有用信號和雜散的信息。假設(shè)采用其他方式檢波，假設(shè)儀器其他參數(shù)設(shè)

26、置不合理，就會喪失有用信息.借助限值線評價蹤跡圖測試實例射頻的空間丈量 在挪動通訊系統(tǒng)中，經(jīng)常用頻譜分析儀丈量空間傳輸?shù)男盘栯娖?，尤其在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化系統(tǒng)工程里，用頻譜分析儀來丈量空間的電場分布，也就是用頻譜分析儀丈量空間的傳輸?shù)男盘栯娖焦β?。Ptwrm9.4.3 調(diào)制信號丈量1絕對電平dBm的丈量 當(dāng)被測信號電平不太大時，即小于20 dBm，可將被測的信號電平功率直接輸入到頻譜分析儀，進(jìn)展直接丈量它的電平功率。假設(shè)，被測信號功率比較大時，頻譜分析儀輸入端接入一個較大功率的衰減器，被測信號是經(jīng)過衰減器后輸入的頻譜儀的輸入端。 丈量信號電平放大器信號源衰減器頻率丈量放大器信號源中、高檔頻譜儀具有Cou

27、nter功能，頻率丈量精度較高。衰減器信號、雜波、諧波的丈量放大器信號源雜波諧波 調(diào)制信號丈量 1調(diào)幅信號的丈量式中， 稱為調(diào)幅系數(shù)，它的大小反映了調(diào)幅的深度。 由式9.29闡明，單音調(diào)制的已調(diào)幅信號包含有三個頻率分量，其中一個是載波，另外兩個對稱地分布在載波兩側(cè)，分別稱為上下邊帶分量。邊帶分量的幅度正好是調(diào)制信號幅度的一半， 調(diào)幅信號的測試方法，通常有頻譜儀直接丈量法掃頻法、時域法和FFT頻域法等測試方法。頻譜分析儀直接丈量調(diào)幅信號掃頻法 圖9.36 已調(diào)幅信號的頻譜圖例如， ，那么調(diào)制頻率 ，調(diào)幅度 時域方法測試調(diào)幅信號 利用頻譜儀測試調(diào)幅信號的直接丈量法，不適于調(diào)制頻率低于頻譜分析儀的分

28、辨帶寬。在這種情況下，可采用所謂時域丈量方法，該法是將頻譜儀的分辨帶寬增大到調(diào)制頻率的兩倍以上，并把掃頻寬度SPAN減到零零跨度，把中心頻率調(diào)到被測調(diào)幅信號的載頻，此時頻譜儀本質(zhì)上是一臺調(diào)幅接納機，故顯示屏上顯示的圖象，即是被測調(diào)幅信號檢波后的包絡(luò)，如圖9.37所示。測出包絡(luò)的峰值和谷值，那么可求調(diào)幅系數(shù)為時域方法測試調(diào)幅信號事例計算調(diào)頻信號的丈量一個已調(diào)頻信號電壓可用下式表示：其中， 稱為調(diào)頻系數(shù)，它的物理意義是在調(diào)頻過程中每單位調(diào)頻頻率所能產(chǎn)生的角頻率偏移的程度。調(diào)頻信號的頻譜是由無限邊帶組成的，然而，在窄帶調(diào)頻情況下，只需兩個主要的邊帶，它們的幅度相對于 幅度為式中： 為載波與邊帶第一根

29、譜線幅度差； 為調(diào)制指數(shù)； 為最大調(diào)頻頻偏； 為調(diào)制頻率。1已調(diào)頻波的根本特性 )調(diào)頻信號的丈量方法1頻譜分析儀掃頻頻域法對窄帶即調(diào)相掃頻頻域法，實踐上是用頻譜分析儀直接丈量調(diào)頻信號，假設(shè)用掃頻頻域法丈量窄帶調(diào)頻時，頻鋪儀上顯示，如圖9.38所示。圖中得到那么所以Haberly方法 諧波失真和互調(diào)丈量1諧波失真度的丈量一個純真的正弦周期振蕩波，用下式表示： 由于放大器的非線性作用，使輸出信號波產(chǎn)生了波形失真，此時，信號可用下式表示 信號的非線性失真用非線性失真系數(shù)來表示，又稱為失真度，它的定義是各次諧波振幅的均方根值與基波振幅之比，用符號d來表示。 一個非正弦的周期振蕩波為其非線性失真系數(shù)d為

30、: 為了便于丈量，經(jīng)常把各次諧波振幅的均方根值與信號總電壓之比，用d表示: 1. 用頻譜分析儀測試正弦波失真度頻譜分析法，是把非正弦周期振蕩信號的基波、各次諧波逐個分別出來進(jìn)展測定，然后獲得其失真度數(shù)據(jù)。 用頻譜分析儀測試正弦波失真度放大器信號源諧波2用頻譜分析儀進(jìn)展互調(diào)丈量放大器信號源信號源合路衰減器54.462+-5.70=21.5355.282 +-5.65=21.99相位噪聲丈量頻率源相位噪聲丈量結(jié)果 寬范圍頻偏處的相位噪聲丈量對數(shù)坐標(biāo)數(shù)字調(diào)制頻譜圖QPSK、QAM微波通訊發(fā)射機BW掃頻信號源雙工器校準(zhǔn)在RBW100KHz顯示黑譜線。當(dāng)RBW1MHz時，只顯示蘭色輪廓。4. 頻譜儀用作

31、標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀按Trace鍵，選MaxHold用頻譜分析儀丈量數(shù)字調(diào)制信號的功率RBW100KHzBW假設(shè)Marker=-30dBm，BW=1MHz，RBW=100KHz那么總功率P=-30-10Lg10000010LgBW =-80+60=-20dBm網(wǎng)絡(luò)分析儀可以測試頻率、信號頻譜、電壓、功率，但是不能丈量阻抗。謝謝Setting Up for RecordingBegins recording your PowerPoint Presentation.Records Audio for the PowerPoint slides.Records Camera with the PowerPoint Presentation. Displays the Camera Preview during recording.Click the Recording options ico