頻譜分析儀基礎課件

頻譜分析儀基礎1.頻譜分析的基本概念2.頻譜分析儀的基本原理3.頻譜分析儀的基本指標4.影響頻譜分析儀性能的因素2信號與頻譜分析基本概念信號的波形信息信號的頻域信息信號的矢量域信息示波器實現時域信號的實時測量，可以測量信號的幅度，峰峰值，有效值，平均值，上升時間，下降時間，周期，頻率，脈沖寬度，脈沖周期，脈沖超調量，振鈴，穩(wěn)態(tài)幅度，數字信號的眼圖，以及其它一些波形細節(jié)參數，是寬帶測量儀器，示波器的帶寬，數字示波器的AD采樣頻率決定了測量信號的最大帶寬。頻譜分析儀測量信號的頻率信息，包括頻率，功率，諧波失真，雜波干擾，信號的相位噪聲譜，器件的噪聲系數高級的頻譜分析儀還可以實現對各種調整格式的解調。包括ASK，PSK，FSK，QPSK，QAM，OFDM，畫出解調后信號的星座圖（Constellationdiagram），誤差向量幅度（EVM），分析幅度和相位誤差等。矢量網絡分析儀可以測量向量信號，包括信號的幅度，相位，掃描系統(tǒng)或器件的傳輸幅頻響應和相頻響應，測量駐波比，測量系統(tǒng)或器件反射系數，特征阻抗，測量史密斯圓圖等。信號與頻譜分析基本概念7信號與頻譜分析基本概念信號與頻譜分析基本概念周期信號單載波信號掃描信號非周期信號瞬態(tài)信號噪聲信號調制信號數字調整信號模擬調整信號信號與頻譜分析基本概念10信號與頻譜分析基本概念11信號與頻譜分析基本概念12信號與頻譜分析基本概念13信號與頻譜分析基本概念14信號與頻譜分析基本概念15信號與頻譜分析基本概念dB和dBm的定義16掃頻式頻譜儀結構框圖頻譜儀可以顯示和測量輸入信號的頻譜分布和幅度。17頻譜儀的工作原理輸入衰減器，中頻放大器

擴大輸入信號的動態(tài)范圍。保證輸入到混頻器的信號幅度在一定范圍內，防止混頻器過載，增益壓縮，信號畸變。頻譜儀的工作原理混頻器2023/2/7頻譜儀的工作原理中頻濾波器RBW表示中頻濾波器的帶寬，可以影響頻率選擇性，信噪比，頻率掃描速度。在數字式頻譜分析儀中由數字濾波器實現。2023/2/7結論：1.RBW越小，數字濾波器的帶寬越窄，頻率選擇性（頻率分辨率）越高。2.RBW越小，等效噪聲帶寬越小，頻譜儀的本底噪聲越低，檢測微弱信號的能力越強。3.RBW越小，在頻率掃描寬度一定的前提下（SPAN一定時），頻率掃描的速度越慢。因此根據輸入信號的強度，頻率檢測的精度選擇合適的RBW值。2023/2/7頻譜儀的工作原理包絡檢波器作用是將中頻信號轉換成基帶信號或視頻信號。2023/2/7頻譜儀的工作原理檢波方式數字化檢波類型2023/2/7頻譜儀的工作原理視頻濾波器2023/2/7頻譜儀的主要性能指標頻率

工作頻率范圍-測量信號的頻率范圍（最大頻率，最小頻率）

頻率分辨率-測量信號的最小頻率間隔幅度

測量輸入信號的動態(tài)范圍-可以測量的最大信號和最小信號20log10(Vmax/Vmin)或者10log10(Pmax/Pmin)

靈敏度-可以檢測的最小信號的功率

內部失真-可以檢測的最大信號的功率測試精度幅度精度頻率精度掃描速度

2023/2/7頻譜儀的主要性能指標2023/2/7頻譜儀的主要參數設置頻率顯示范圍起始頻率終止頻率中心頻率頻率跨度頻率顯示分辨率RBW分辨帶寬電平顯示范圍參考電平掃描時間2023/2/7影響頻率分辨率的主要因素2023/2/7RBW表示中頻濾波器的3dB帶寬單點頻信號在頻率儀上測量顯示結果為中頻濾波器的頻譜形狀2023/2/7RBW對頻譜儀分辨率的影響2023/2/7中頻濾波器矩形系數的影響頻譜儀分辨不等幅信號的能力2023/2/7本振寄生調頻對測量的影響頻率分析儀的最小頻率分辨帶寬，一定程度上由本地振蕩信號的穩(wěn)定性決定。寄生調頻是描述本振穩(wěn)定性的一個指標。2023/2/7本振相位噪聲對測量的影響相位噪聲決定本振信號的線寬，決定對不同幅度的頻率分量的分辨能力。相位噪聲顯示和分辨率帶寬RBW的設置有關。本振相位噪聲在頻域上表現為信號頻譜的噪聲邊帶2023/2/7頻譜儀測試的靈敏度2023/2/7影響頻譜儀靈敏度的主要因素衰減器設置衰減器設置值越大，噪聲電平越高。2023/2/7影響頻譜儀靈敏度的主要因素RBW噪聲電平隨RBW按照10logRBW1/RBW2規(guī)律變化2023/2/7影響頻譜儀靈敏度的主要因素VBW影響顯示VBW影響顯示噪聲電平的方差，減小VBW得到其平均值，減小VBW有利于在噪聲背景下檢測CW信號。2023/2/7頻譜分析儀的性能指標內部失真2023/2/7頻譜分析儀產生內部失真的原因混頻器以及內部其它電路產生的非線性失真2023/2/7非線性引起失真信號的變化規(guī)律為減小頻譜儀內部失真，混頻器應盡量工作在低電平，應加大衰減值。2023/2/7無失真測試動態(tài)范圍在內部失真和噪聲電平之間進行折中。2023/2/7頻譜分析儀動態(tài)范圍指標定義2023/2/7提高頻譜儀靈敏度的方法1.RBW設置為最小。2.衰減器衰減值設置為最小。3.VBW設置為最小。4.前置放大器的噪聲系數最小。（增益大于噪聲系數）2023/2/7改變衰減器來判斷頻譜儀測試結果的真實性。2023/2/7提高頻譜儀幅度測量精