頻譜儀與示波器的三大區(qū)分及工作原理

第第頁(yè)頻譜儀與示波器的三大區(qū)分及工作原理頻譜儀與示波器的三大區(qū)分

一、實(shí)時(shí)帶寬

1、對(duì)于示波器來(lái)說(shuō)，帶寬通常是其測(cè)量頻率范圍。而頻譜儀則有中頻帶寬、辨別帶寬等帶寬定義。這里，我們以能對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析的實(shí)時(shí)帶寬作為討論對(duì)象。

2、對(duì)于頻譜儀來(lái)說(shuō)，末級(jí)模擬中頻的帶寬通?？梢宰鳛槠湫盘?hào)分析的實(shí)時(shí)帶寬，大多數(shù)的頻譜分析的實(shí)時(shí)帶寬只有幾兆赫茲，通常較寬的實(shí)時(shí)帶寬通常為幾十兆赫茲，當(dāng)然目前帶寬最寬的FSW頻譜儀可以達(dá)到500兆赫茲。而示波器的實(shí)時(shí)帶寬為其實(shí)時(shí)取樣的有效模擬帶寬，一般為數(shù)百兆赫茲，高的可達(dá)數(shù)千兆赫茲。

3、這里需要指出的是，大多數(shù)的示波器在垂直刻度設(shè)置不同時(shí)，其實(shí)時(shí)帶寬可能并不一致，在垂直刻度設(shè)置到較為靈敏時(shí)，其實(shí)時(shí)帶寬通常會(huì)下降。

4、從實(shí)時(shí)帶寬來(lái)說(shuō)，示波器普遍優(yōu)于頻譜儀，這對(duì)于某些超寬帶信號(hào)分析尤其有好處，特別是在調(diào)制分析上有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

二、動(dòng)態(tài)范圍

1、動(dòng)態(tài)范圍指標(biāo)因其定義不同而有所不同，很多情況下，動(dòng)態(tài)范圍被描述為儀器測(cè)量最大信號(hào)和最小信號(hào)的電平差值。當(dāng)更改測(cè)量設(shè)置時(shí)，儀器測(cè)量大信號(hào)和小信號(hào)的本領(lǐng)是不一樣的，例如頻譜分析儀在衰減設(shè)置不一樣的情況下，其測(cè)量大信號(hào)所帶來(lái)的失真是不一樣的。在這里，我們討論儀器能夠同時(shí)測(cè)量大小信號(hào)的本領(lǐng)，即在不更改任何測(cè)量設(shè)置的情況下，示波器和頻譜儀在合適設(shè)置情況下的較佳動(dòng)態(tài)范圍。

2、對(duì)于頻譜儀來(lái)說(shuō)，在不考慮相位噪聲等近端噪聲和雜散情況下，平均噪聲電平、二階失真、三階失真是制約動(dòng)態(tài)范圍的緊要因素，以主流頻譜儀的技術(shù)指標(biāo)計(jì)算，其理想動(dòng)態(tài)范圍約為90dB（受二階失真限制）。

3、大多數(shù)的示波器由于受其AD有效取樣位數(shù)和噪聲底的限制，傳統(tǒng)示波器的理想動(dòng)態(tài)范圍通常不超過(guò)50dB。（對(duì)于RSRTO示波器，在100KHzRBW時(shí)，其動(dòng)態(tài)范圍可高達(dá)86dB）。

4、從動(dòng)態(tài)范圍來(lái)看，頻譜儀要優(yōu)于示波器。但這里要指出的是，這對(duì)于常在信號(hào)的頻譜分析來(lái)說(shuō)的確如此，然而示波器的頻譜是同一幀數(shù)據(jù)，頻譜儀的頻譜大多數(shù)情況下都不是同一幀數(shù)據(jù)，因而對(duì)于瞬變信號(hào)來(lái)說(shuō)，頻譜儀可能無(wú)法測(cè)量到。而示波器發(fā)覺(jué)瞬變信號(hào)（信號(hào)充分動(dòng)態(tài)范圍的情況下）的概率要大得多。

三、功率測(cè)量精準(zhǔn)度

對(duì)于頻域分析來(lái)說(shuō)，功率測(cè)量精準(zhǔn)度是特別緊要的技術(shù)指標(biāo)。無(wú)論是示波器還是頻譜儀，對(duì)功率測(cè)量精準(zhǔn)度的影響量都是特別多的，下面分別列出其緊要的影響量：

1、對(duì)于示波器來(lái)說(shuō)，功率測(cè)量精準(zhǔn)度的影響量有：端口不匹配引起的反射、垂直系統(tǒng)誤差、頻率響應(yīng)、AD量化誤差、校準(zhǔn)信號(hào)誤差等。

2、對(duì)于頻譜儀來(lái)說(shuō)，功率測(cè)量精準(zhǔn)度的影響量有：端口不匹配引起的反射、參考電平誤差、衰減器誤差、帶寬轉(zhuǎn)換誤差、頻率響應(yīng)、校準(zhǔn)信號(hào)誤差等。

3、此處我們不對(duì)影響量進(jìn)行逐一分析比較，我們通過(guò)對(duì)1GHz頻率信號(hào)的進(jìn)行功率測(cè)量來(lái)對(duì)比，通過(guò)RTO示波器和FSW頻譜儀的測(cè)量對(duì)比可以看出，在1GHz處，示波器與頻譜儀的功率測(cè)量值僅相差0.2dB左右，這是特別好的測(cè)量精準(zhǔn)度指標(biāo)。由于頻譜儀在1GHz處的測(cè)量精準(zhǔn)度是特別好的。