頻譜分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)有頻率范圍、分辨率、分析譜寬、分析時(shí)間、掃頻速度、靈敏度、顯示方式和假響應(yīng)。
頻率范圍
頻譜分析儀進(jìn)行正常工作的頻率區(qū)間?,F(xiàn)代頻譜儀的頻率范圍能從低于1赫直至300吉赫。
分辨力
頻譜分析儀在顯示器上能夠區(qū)分最鄰近的兩條譜線之間頻率間隔的能力,是頻譜分析儀重要的技術(shù)指標(biāo)。
分辨力與濾波器型式、波形因數(shù)、帶寬、本振穩(wěn)定度、剩余調(diào)頻和邊帶噪聲等因素有關(guān),掃頻式頻譜分析儀的分辨力還與掃描速度有關(guān)。分辨帶寬越窄越好?,F(xiàn)代頻譜儀在高頻段分辨力為10~100赫。
分析譜寬
又稱頻率跨度。頻譜分析儀在一次測(cè)量分析中能顯示的頻率范圍,可等于或小于儀器的頻率范圍,通常是可調(diào)的。
分析時(shí)間
完成一次頻譜分析所需的時(shí)間,它與分析譜寬和分辨力有密切關(guān)系。對(duì)于實(shí)時(shí)式頻譜分析儀,分析時(shí)間不能小于其最窄分辨帶寬的倒數(shù)。
掃頻速度:分析譜寬與分析時(shí)間之比,也就是掃頻的本振頻率變化速率。
靈敏度
頻譜分析儀顯示微弱信號(hào)的能力,受頻譜儀內(nèi)部噪聲的限制,通常要求靈敏度越高越好。動(dòng)態(tài)范圍指在顯示器上可同時(shí)觀測(cè)的信號(hào)與最弱信號(hào)之比。現(xiàn)代頻譜分析儀的動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)80分貝。
顯示方式
頻譜分析儀顯示的幅度與輸入信號(hào)幅度之間的關(guān)系。通常有線性顯示、平方律顯示和對(duì)數(shù)顯示三種方式。
假響應(yīng)
顯示器上出現(xiàn)不應(yīng)有的譜線。這對(duì)超外差系統(tǒng)是不可避免的,應(yīng)設(shè)法抑止到最小,現(xiàn)代頻譜分析儀可做到小于-90分貝毫瓦。
手持頻譜分析儀在射頻信號(hào)的頻率測(cè)量方面是專業(yè)的;
頻譜分析儀簡(jiǎn)稱頻譜儀,是一種顯示頻率信號(hào)幅度的儀器,通過(guò)對(duì)于信號(hào)的處理,把信號(hào)的強(qiáng)弱幅度展現(xiàn)在儀器上,這樣能夠分析出信號(hào)的特點(diǎn),這一種儀器叫做手持頻譜分析儀。
手持頻譜分析儀應(yīng)用非常廣泛,其作用就是發(fā)現(xiàn)和測(cè)量信號(hào)的幅度,分析信號(hào)的數(shù)據(jù),廣泛用在無(wú)線電頻檢測(cè),環(huán)境電磁檢測(cè),廣電電視1信號(hào)檢測(cè)分析,在射頻信號(hào)的頻率測(cè)量方面;
雖然頻率計(jì)是專業(yè)的設(shè)備,但遇到時(shí)分多址的信號(hào)(GSM移動(dòng)電hua、IDEN、TETRA的信號(hào))、跳頻的信號(hào)、寬帶的信號(hào);
普通頻率計(jì)無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)數(shù),功率計(jì)無(wú)法及時(shí)測(cè)量,而頻譜儀由于基于高速的信號(hào)捕捉,則可以有機(jī)會(huì)測(cè)量這些信號(hào)。
針對(duì)這些常見(jiàn)的不穩(wěn)定信號(hào),很多中頻譜儀還在測(cè)量軟件上做了優(yōu)化,提供專用的不銹鋼圓柱銷自動(dòng)測(cè)量工具。
手持頻譜分析儀專為滿足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)而設(shè)計(jì)。它輕巧便攜,快速,堅(jiān)固耐用,具有豐富的測(cè)量功能,是追求優(yōu)異性能和價(jià)值的選擇。
改進(jìn)的用戶界面結(jié)合了許多新硬件和軟件功能。現(xiàn)場(chǎng)使用裝有可拆卸屏幕保護(hù)器/遮陽(yáng)板,頂部和底部裝有橡膠緩沖器。
這些屬于真正的手持設(shè)備,握感舒適。
-96dBm,典型噪聲板,參考電平-20dBm
常用、單個(gè)、峰值保持和平均值的掃描模式
零跨距模式,帶有AM和FM音頻解調(diào)
對(duì)比顏色的實(shí)時(shí)、視圖和參考跟蹤
雙標(biāo)識(shí),帶有絕對(duì)讀數(shù)和差值
測(cè)量單位dBm,dBuV,mV或uW
智能標(biāo)識(shí)移動(dòng),帶有可選峰值跟蹤
自動(dòng)查找自動(dòng)設(shè)置的掃描參數(shù),用于查找好信號(hào)
無(wú)限存儲(chǔ)波形、設(shè)置和屏幕
用戶可分配文件名稱,來(lái)自實(shí)時(shí)時(shí)鐘的文件戳
USB接口,用于閃存驅(qū)動(dòng)器和PC連接
綜合狀態(tài)和上下文相關(guān)幫助屏幕
4.3英寸彩色背光TFT觸摸屏顯示
一次充電,供超過(guò)8小時(shí)連續(xù)操作使用
比其它頻譜分析儀更小更輕(重0.56kg)
可見(jiàn)它在射頻測(cè)試中的重要性。手持頻譜分析儀是射頻測(cè)試的集大成者,可擴(kuò)展成為功率計(jì),頻率計(jì),標(biāo)量/矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀,信號(hào)分析儀。
臺(tái)式頻譜儀固然如此,就算是手持頻譜儀,除了頻率范圍沒(méi)有臺(tái)式的那么寬以外,其它性能亦不遑多讓。
而手持頻譜分析儀的一個(gè)突出特性就是便攜,以前工程師要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí),需要背負(fù)幾十公斤的頻譜儀,在進(jìn)行諸如路側(cè)和基站檢測(cè)維護(hù)時(shí),尤其辛苦。而手持頻譜儀的重量只有重0.56kg。
頻譜分析儀是研究電信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)的儀器,用于信號(hào)失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號(hào)參數(shù)的測(cè)量,可用以測(cè)量放大器和濾波器等電路系統(tǒng)的某些參數(shù),是一種多用途的電子測(cè)量?jī)x器。它又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等
頻譜分析儀的工作原理
頻譜分析儀架構(gòu)猶如時(shí)域用途的示波器,面板上布建許多功能控制按鍵,作為系統(tǒng)功能之調(diào)整與控制,實(shí)時(shí)頻譜分析儀(Real-TimeSpectrumAnalyzer)與掃瞄調(diào)諧頻譜分析儀(Sweep-TunedSpectrumAnalyzer)。實(shí)時(shí)頻率分析儀的功能為在同一瞬間顯示頻域的信號(hào)振幅,其工作原理是針對(duì)不同的頻率信號(hào)而有相對(duì)應(yīng)的濾波器與檢知器(Detector),再經(jīng)由同步的多任務(wù)掃瞄器將信號(hào)傳送到CRT屏幕上,其優(yōu)點(diǎn)是能顯示周期性雜散波(PeriodicRandomWaves)的瞬間反應(yīng),其缺點(diǎn)是價(jià)昂且性能受限于頻寬范圍、濾波頻譜分析儀器的數(shù)目與最大的多任務(wù)交換時(shí)間(SwitchingTime)。
常用的頻譜分析儀是掃瞄調(diào)諧頻譜分析儀,可調(diào)變的本地振蕩器經(jīng)與CRT同步的掃瞄產(chǎn)生器產(chǎn)生隨時(shí)間作線性變化的振蕩頻率,經(jīng)混波器與輸入信號(hào)混波降頻后的中頻信號(hào)(IF)再放大、濾波與檢波傳送到CRT的垂直方向板,因此在CRT的縱軸顯示信號(hào)振幅與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系,信號(hào)流程架構(gòu)如圖1.3所示。
影響信號(hào)反應(yīng)的重要部份為濾波器頻寬,濾波器之特性為高斯濾波器(Gaussian-ShapedFilter),影響的功能就是量測(cè)時(shí)常見(jiàn)到的解析頻寬(RBW,ResolutionBandwidth)。RBW代表兩個(gè)不同頻率的信號(hào)能夠被清楚的分辨出來(lái)的最低頻寬差異,兩個(gè)不同頻率的信號(hào)頻寬如低于頻譜分析儀的RBW,此時(shí)該兩信號(hào)將重疊,難以分辨,較低的RBW固然有助于不同頻率信號(hào)的分辨與量測(cè),低的RBW將濾除較高頻率的信號(hào)成份,導(dǎo)致信號(hào)顯示時(shí)產(chǎn)生失真,失真值與設(shè)定的RBW密切相關(guān),較高的RBW固然有助于寬帶帶信號(hào)的偵測(cè),將增加噪聲底層值(NoiseFloor),降低量測(cè)靈敏度,對(duì)于偵測(cè)低強(qiáng)度的信號(hào)易產(chǎn)生阻礙,因此適當(dāng)?shù)腞BW寬度是正確使用頻譜分析儀重要的概念。
另外的視頻頻寬(VBW,VideoBandwidth)代表單一信號(hào)顯示在屏幕所需的最低頻寬。如前所說(shuō)明,量測(cè)信號(hào)時(shí),視頻頻寬過(guò)與不及均非適宜,都將造成量測(cè)的困擾,如何調(diào)整必須加以了解。通常RBW的頻寬大于等于VBW,調(diào)整RBW而信號(hào)振幅并無(wú)產(chǎn)生明顯的變化,此時(shí)之RBW頻寬即可加以采用。量測(cè)RF視頻載波時(shí),信號(hào)經(jīng)設(shè)備內(nèi)部的混波器降頻后再加以放大、濾波(RBW決定)及檢波顯示等流程,若掃描太快,RBW濾波器將無(wú)法完全充電到信號(hào)的振幅峰值,因此必須維持足夠的掃描時(shí)間,而RBW的寬度與掃描時(shí)間呈互動(dòng)關(guān)系,RBW較大,掃描時(shí)間也較快,反之亦然,RBW適當(dāng)寬度的選擇因而顯現(xiàn)其重要性。較寬的RBW較能充分地反應(yīng)輸入信號(hào)的波形與振幅,但較低的RBW將能區(qū)別不同頻率的信號(hào)。例如使用于6MHz頻寬視訊頻道的量測(cè),經(jīng)驗(yàn)得知,RBW為300kHz與3MHz時(shí),載波振幅峰值并不產(chǎn)生顯著變化,量測(cè)6MHz的視頻信號(hào)通常選用300kHz的RBW以降低噪聲。天線信號(hào)量測(cè)時(shí),頻譜分析儀的展頻(Span)使用100MHz,獲得較寬廣的信號(hào)頻譜需求,RBW使用3MHz。這些的量測(cè)參數(shù)并非一成不變,將會(huì)依現(xiàn)場(chǎng)狀況及過(guò)去量測(cè)的經(jīng)驗(yàn)加以調(diào)整。