頻譜分析儀的原理和應(yīng)用課件

頻譜分析儀的原理與應(yīng)用

----GimWooAgenda一.頻譜分析儀簡(jiǎn)介二.頻譜分析儀原理三.頻譜分析儀的一些用法四.操作面板五.一些常見(jiàn)測(cè)試方法六.使用頻譜分析儀應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)頻譜分析儀簡(jiǎn)介1.1頻率計(jì)+功率計(jì)1.2一般的測(cè)試范圍和誤差范圍1.3頻譜分析儀的分類頻率計(jì)測(cè)頻率很精確功率計(jì)測(cè)功率很精確頻譜分析儀測(cè)頻率精度一般，測(cè)功率精度也一般測(cè)試的范圍主要是看信號(hào)的頻率范圍，和輸入功率的范圍

頻率范圍在頻譜分析儀上有標(biāo)識(shí)，輸入功率范圍一般標(biāo)有最大輸入功率，使用時(shí)不要超過(guò)范圍。而對(duì)于誤差有校準(zhǔn)信號(hào)絕對(duì)誤差；頻率相應(yīng)誤差；射頻衰減器誤差；參考電平改變誤差；中頻帶寬改變誤差；顯示刻度改變，總的誤差加起來(lái)有2～3個(gè)dB。但是實(shí)際誤差與測(cè)試方法很有關(guān)系，一般保證中頻帶寬不改變，顯示刻度不改變，保證待測(cè)信號(hào)電平與校準(zhǔn)信號(hào)電平差不多。測(cè)量時(shí)如能保證信噪比大于12dB，誤差可以在1dB以內(nèi)。簡(jiǎn)單的說(shuō)頻譜分析儀就是一臺(tái)接收機(jī)+信號(hào)處理+顯示頻譜分析儀主要測(cè)試內(nèi)容掃描調(diào)諧；矢量；實(shí)時(shí)頻譜分析儀分類三類頻譜分析儀結(jié)構(gòu)電路模塊以目前的VSA為例，是典型的超外差接收機(jī)可調(diào)衰減器信號(hào)輸入低通濾波帶通濾波中頻濾波中頻放大器ADCDSP+控制處理顯示處理

第一變頻器

第三變頻器第二

變頻器F1IFF2IFF3IFFRF

射頻衰減器F1lo

第一

本振YTOYTF

帶寬濾波器

對(duì)數(shù)放大器LOG掃描斜波發(fā)生器檢波器顯示器

低通濾波器

低通濾波器

帶通濾波器

步進(jìn)放大器MXR1MXR2掃描調(diào)諧型名詞解釋動(dòng)態(tài)范圍：可以輸入的最大功率和最小功率之差。例如可輸入最大功率為30dBm，最小可測(cè)得的信號(hào)為-96dBm，則動(dòng)態(tài)范圍為30-（-96）=126dB，測(cè)量時(shí)設(shè)置不同動(dòng)態(tài)范圍也不同，這里的最小可測(cè)試信號(hào)就是靈敏度。因?yàn)镾i/Ni=NF*So/No這里Si/Ni為輸入信噪比，NF為噪聲系數(shù)，So/No為輸出信噪比靈敏度被定義為Si=k*T*B*NFsys*(So/No)

用dB表示為：Si=-174+10lgB+NFsys+So/No

這里-174為絕對(duì)零度時(shí)的噪聲基底，B為系統(tǒng)帶寬，NF為噪聲系數(shù)。(So/No)為系統(tǒng)可識(shí)別的最小信號(hào)的信噪比。其中噪聲系數(shù)

NFsys=F1+(F2-1)/G1+(F3-1)/(G1*G2)+(F4-1)/(G1*G2*G3)+…

其中Fn為第n級(jí)的噪聲系數(shù)，Gn為第n級(jí)的增益。開(kāi)關(guān)濾波作用：選取不同的頻率，同時(shí)濾除鏡像頻率。

一般低頻段采用低中頻，而高頻段采用高中頻，主要是為了方便鏡像濾波器的制作（寬頻帶高通濾波器制作成本高、難度大）。所以采用低中頻時(shí)使用帶通濾波，而采用高中頻時(shí)使用低通濾波，進(jìn)行兩級(jí)變頻。foRFimafoRFimafoRFimaIFIFIFIFIF=RF+fo混頻器用于頻譜搬移，強(qiáng)非線性的器件。

混頻器對(duì)本振的輸入水平，RF的輸入水平都有要求，都不能太高，否則會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)多的雜散分量。所以需要前面的預(yù)衰減器?；祛l器產(chǎn)生的雜散分量有本振，及其諧波，RF及其諧波，中頻及其諧波，還有各分量的互調(diào)分量。所以需要進(jìn)行濾波。LO本地振蕩器，就是本振，其實(shí)就是一個(gè)掃頻頻率源，其頻率的穩(wěn)定度和相噪水平極大影響了輸出頻率的準(zhǔn)確性和相噪。

VSA中可能存在幾個(gè)本振，他們有著各自的用途，選擇合適的本振，不但關(guān)系本振本身的設(shè)計(jì)難度，還包括混頻器和濾波器等的設(shè)計(jì)難度。