頻譜分析 頻譜分析儀概述及選購要點

2021-10-25 12:24:11 字數 1843 閱讀 2619

在無線通訊裝置、元器件或系統測試應用中,頻譜分析儀是應用最廣泛的測量裝置。它能測量和顯示射頻訊號的頻譜分布,也能測量和讀取頻率和幅值資訊。儘管當前無線通訊以數字通訊技術為主,但是頻譜分析儀測量頻譜仍然是一種不可缺少的重要手段。

如需選擇頻譜分析儀,請先考慮如下關鍵點:

1、頻率範圍

選擇合適的頻譜分析儀首選考慮它的頻率範圍,如1ghz、3ghz等。所以在所有的應用中頻率範圍是首先要考慮的。

2、底噪

在沒有外部訊號輸入的情況下頻譜分析儀的底部雜訊電平稱為底噪。它顯示了頻譜分析儀能測量的最低訊號。通常底噪與解析度頻寬有關(rbw)。

3、突波雜訊

在沒有外部訊號輸入的情況下,機器本身固有的類似訊號產生的電路雜訊叫作頻譜分析儀的突波雜訊。與底噪不同,突波雜訊如乙個有具體頻率的訊號。

4、諧波(hd)

頻譜分析儀本身也產生諧波,因此如果頻譜分析儀產生的諧波大於輸入訊號的諧波,諧波測量就會出現錯誤,如圖4所示。

5、相位雜訊

相位雜訊體現了訊號純度。在圖5中,兩個輸入訊號有不同的相位雜訊,低的訊號比高的訊號更純,那麼它就有較佳的相位雜訊。

圖5體現了相位雜訊的定義,通常以在一定的頻偏下功率相差多少dbc來定義。例如,-50dbc@200khz offset,30khz rbw。

6、三階互動調製(toi)

當具有兩個頻率的訊號或兩種不同頻率的訊號同時輸入頻譜分析儀時,會引發三階互動調製。設輸入訊號的頻率為f1和f2,則諧波如下:

我們最關心的是3階諧波,如果f1和f2非常接近,那麼2f2-f2和2f2-f1也將非常接近於初始訊號,此時濾波器會很難濾掉這些諧波,如圖6

當輸入訊號頻率100和100:1時,它們的三階諧波99.9(2f2-f2)和100.2(2f2-f1)非常接近初始訊號,這將給濾波器的設計帶來挑戰。因此頻譜分析儀自身的互動調製失真也會限制測量兩訊號的能力。

7、動態範圍

不同的公司對動態範圍定義不同,但實際都指向同一件事情:精確測量幅度的能力。考慮到上述說明,實際包括的動態範圍不只一項。例如,如果測量兩種訊號,需要考慮互動調製失真。如果輸入訊號的頻率疊加在突波雜訊之上,就會限制動態範圍。通常,底噪和最大測量準位之間的部分定義為動態範圍。有時也將顯示範圍(80和100db)成為動態範圍,它描述了顯示範圍的電平範圍。圖7描述了全部過程。

8、應用

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