頻譜分析儀是一種應(yīng)用廣泛的信號分析儀器。它可用來測量信號的頻率、電平、波形失真、噪聲電平、頻譜特性等，加上標(biāo)準(zhǔn)天線還可用來測量場強(qiáng)。它的主要特點(diǎn)是：能寬頻帶連續(xù)掃描，并將測得的信號在CRT屏上直觀地顯示出來。在整個(gè)頻段內(nèi)，電平顯示范圍大于70dB，在無線電電波測量中可以很方便地看出頻譜占用和信號活動情況，所以在很多場合，頻譜儀正在替代場強(qiáng)儀成為電波測量中一種新的被廣泛應(yīng)用的儀器。但必竟二者設(shè)計(jì)上有差異，因此使用側(cè)重面應(yīng)有所有同，否則將會帶來很大的測量誤差。

　　現(xiàn)代頻譜儀多采用微機(jī)處理，顯示刻度可以自動轉(zhuǎn)換。在實(shí)際測量中要特別注意天線阻抗與測試系統(tǒng)的匹配問題，避免產(chǎn)生失配誤差。由于頻譜儀在使用中是進(jìn)行寬帶掃描，所以所用天線要求也都是寬帶天線，而寬帶天線的VSWR一般都較大，如果與頻譜儀聯(lián)接的不是匹配天線，則要對所用天線的天線系數(shù)重新校對。

　　在實(shí)際測量中，輸入衰減器不宜放在0dB的位置，如果衰減器置0，輸入信號直接接到混頻器上，則阻抗特性變差，造成較大的失配誤差。

　　防止頻譜分析儀過載

　　一般測試接收機(jī)的輸入端都有帶有調(diào)諧式高放電路，以抑制帶外信號，提高靈敏度。而頻譜分析儀由于其寬帶連續(xù)快速掃描的特性，輸入端一般都直接接到第一混頻器上。當(dāng)信號電平較高時(shí)，混頻器工作在非線性變頻狀態(tài)，將產(chǎn)生高階互調(diào)和混頻增益壓縮，而且過高的電平（一般大于5dBm）將燒壞混頻器，故在使用中要合理地選擇射頻衰減器以確保線性工作狀態(tài)。

　　為使混頻器進(jìn)行線性變頻，中頻放大器進(jìn)行線性放大，使示波屏上出現(xiàn)的假響應(yīng)電平縮至最小，這就要求加在混頻器上的輸入信號功率越小越好；而為了擴(kuò)大測量電平的動態(tài)范圍，則要求輸入功率越大越好。為此對輸入信號電平的選擇有如下三個(gè)規(guī)定：

　?。?）較佳輸入信號電平

　　在頻譜儀輸入混頻器上輸入信號時(shí)，使所產(chǎn)生的失真電平小于某個(gè)規(guī)定電平時(shí)的輸入信號電平叫較佳輸入電平。它隨混頻器的構(gòu)造不同而有所不同，通常頻譜儀的較佳輸入電平是-30dBm。用這樣的電平輸入時(shí)，規(guī)定頻譜儀產(chǎn)生的失真電平和假響應(yīng)電平小于-90dBm，即在-30dBm到-90dBm間出現(xiàn)的信號是真正的信號，這時(shí)，顯示器的動態(tài)范圍有60dB。

　　（2）線性輸入信號電平

　　使輸入混頻器的特性保持線性的最大輸入信號電平叫線性輸入電平。所謂“線性”，是指允許輸入混頻器有1dB的增益壓縮。增益壓縮1dB,約產(chǎn)生12.2%的誤差。當(dāng)加到混頻器的信號電平在線性輸入電平范圍內(nèi)時(shí)，則增益壓壓縮小于1dB，這并不意味著在頻譜儀顯示器上不同生失真響應(yīng)和假響應(yīng)。只有當(dāng)輸入到混頻器的信號功率等于較佳輸入電平時(shí)，在示波屏上才不出現(xiàn)假響應(yīng)。通常，頻譜儀的線性輸入電平是-5dBm到-10dBm，視輸入混頻器的特性而定。

　?。?）最大輸入電平

　　頻譜儀輸入回的燒毀電平叫頻譜儀的最大輸入電平。它由輸入衰減器和混頻器的特性決定。輸入混頻器的燒毀電平的典型值是+10dBm，輸入衰減器的燒毀電平是+30dBm。

　　在實(shí)際測量中，為使測量不失真，或使假響應(yīng)電平減至最小，應(yīng)經(jīng)常使用較佳輸入電平。就輸入端是單個(gè)大信號而言。采用較佳輸入電平，將會得到較滿意的測量結(jié)果。但當(dāng)輸入端存在多個(gè)高電平信號時(shí)，即使這些信號可能在頻譜儀的工作頻帶外，終因輸入端沒有選擇性，這些信號功率的迭加很容易使混頻器過載產(chǎn)生高階交互調(diào)失真，從而產(chǎn)生假響應(yīng)，因此有必要對所測信號以外的信號功率加以衰減，可以的辦法是加一個(gè)跟蹤濾波器，即預(yù)選器，如美國HP公司和西德R/S公司都有為其頻譜儀配套的預(yù)選器。

　　有些頻譜分析儀沒有配套的預(yù)選器，但可根據(jù)測量頻段加固定的帶通濾波器。此時(shí)，用頻譜分析儀和跟蹤信號發(fā)生器對通帶內(nèi)波動、插入損耗仔細(xì)進(jìn)行測量并一一記錄下來，在測量場強(qiáng)時(shí)計(jì)入到天線校正系數(shù)去。如果連帶通濾波器也沒有，那么可按照所測頻段配置合適的高通濾波器。實(shí)踐證明，強(qiáng)電臺及電磁干擾大多集中在中、短波及調(diào)頻波段、VHF低端，在采用高通濾波器后，可把被測頻段以下的信號衰減40dB以上，這樣可大大減少互調(diào)、交調(diào)失真。

　　檢驗(yàn)混頻器是否工作在較佳狀態(tài)，可以采用射頻衰減器增加10dB，顯示減少10dB的方法驗(yàn)證。通常，-30~-35dBm為混頻器的較佳工作狀態(tài)，即頻譜儀的較佳輸入電平為-30~-35dBm。較佳輸入電平的擇定為以后進(jìn)一步的精確測量打下了良好基礎(chǔ)。

　　選擇合適的中頻帶寬

　　頻譜儀的中頻帶寬（又稱分辨率帶寬）很多，從1MHz到1kHz以下約有10檔左右。但由于頻譜儀的連續(xù)掃描特性，它的濾波器是高斯型的矩形系數(shù)較大，一般60dB：3dB帶寬為10:1。而測試接收機(jī)的中頻濾波器矩形系數(shù)較小，一般60dB:6dB帶寬為2:1（一般測試接收機(jī)為雙調(diào)諧回路，且B3=0.8B6）。頻譜儀的噪聲系數(shù)較大，典型值為19dB，因此在頻帶寬相同的情況下，頻譜儀的噪聲電平比測試接收機(jī)高。

　　了解這些不同后，就可以根據(jù)實(shí)測情況及所測信號的特點(diǎn)，選擇合適的中頻帶寬。如果要測量間隔25KHz的兩相鄰信號，若它們的電平相差不大，則用10KHz的中頻帶寬就可以區(qū)分兩信號。如果電平相差較大，則必須用3kHz或1kHz的中頻帶寬才能區(qū)分兩信號。在選擇中頻帶寬時(shí)，還應(yīng)注意掃描時(shí)間，太快會使濾波器來不及響應(yīng)，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)。有些頻譜儀有自動調(diào)節(jié)功能，特別是現(xiàn)代較先進(jìn)的它可將掃描時(shí)間自動調(diào)節(jié)到與掃描頻寬、中頻帶寬相適應(yīng)。若是手動調(diào)節(jié)的，應(yīng)注意一旦中頻帶寬改變，掃描時(shí)間也要相應(yīng)地變化，以保證準(zhǔn)確測量。

　　如果要測量較弱信號，就要減小中頻帶寬，使頻譜儀的噪聲電平低于被測信號。頻譜儀一般給出最小中頻帶寬以下的平均噪聲電平，中檔頻譜儀的典型值為-115dBm。為保證測量結(jié)果有效，應(yīng)使信噪比優(yōu)于6dB，故它可測量的最小電平為-109dBm即-2dBμV。實(shí)際上可測的最小電平還受到頻譜儀雜散響應(yīng)指標(biāo)的影響，而且當(dāng)被測信號小于1μV時(shí)，通過機(jī)殼、電源線等引入干擾會使測量結(jié)果不可靠。

　　怎樣保證測量精度

　　測試接收機(jī)都裝有標(biāo)準(zhǔn)脈沖振蕩器，以便在測量狀態(tài)，如頻率、衰減器、中頻帶寬改變時(shí)隨時(shí)可進(jìn)行校準(zhǔn)。其測量精度主要由標(biāo)準(zhǔn)振蕩器的準(zhǔn)確度及輸入失配誤差來決定，一般為±2dB。

　　頻譜儀系采用固定頻率的標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行校準(zhǔn)，當(dāng)測量頻率不同時(shí)就會產(chǎn)生誤差。同時(shí)，射頻衰減器參考電平、中頻帶寬、顯示刻度等的改變都會產(chǎn)生誤差。

頻譜儀使用方法

　　第一步按Power On 鍵開機(jī)?！　〉诙剑_機(jī)三十分鐘后進(jìn)行自動校準(zhǔn)，先按Shift+7(cal)，之后再按cal all，這個(gè)過程一般會持續(xù)三分鐘左右。　　第三步，校準(zhǔn)好之后設(shè)置中心頻率數(shù)值，按FREQ 鍵，按下FREQ 鍵之后我們會看到顯示的數(shù)值以及單位。　　第四步，按Span 鍵，之后輸入掃描的頻率寬度大概值，然后鍵入單位?！　〉谖宀?，按Level 鍵，輸入功率參考電平REF的數(shù)值，然后鍵入單位。　　第六步，按REF offset on ，輸入接頭損耗、線損耗以及儀器之間的誤差值?！　〉谄卟剑碆W 鍵，分別設(shè)置分辨帶寬RBW和視頻寬度VBW?！　〉诎瞬?，按Sweep 鍵，再按SWP Time AUTO/MNL 輸入掃描時(shí)間周期，鍵入單位?！　〉诰挪剑磗hift+Recall 鍵，將設(shè)置好的信息保存?！　〉谑剑磖ecall 鍵，選擇需調(diào)用信息的位置按ENTER ，將需要的設(shè)置信息調(diào)出來?！　〉谑徊桨碢K SRCH 鍵，通過Mark 鍵可讀出峰值數(shù)值，之后可以判斷峰值是不是合格。

頻譜儀

頻譜儀 頻譜儀使用方法_頻譜儀
4.頻譜儀的操作和使用要點(diǎn)

頻譜儀的操作和使用要點(diǎn)

　　1、怎樣設(shè)置才能獲得頻譜儀較佳的靈敏度，以方便觀測小信號？　　首先根據(jù)被測小信號的大小設(shè)置相應(yīng)的中心頻率、掃寬（SPAN）以及參考電平;然后在頻譜分析儀沒有出現(xiàn)過載提示的情況下逐步降低衰減值;如果此時(shí)被測小信號的信噪比小于15db，就逐步減小RBW，RBW越小，頻譜分析儀的底噪則越低，靈敏度就越高?！　∪绻l譜分析儀有預(yù)放，打開預(yù)放。預(yù)放開，可以提高頻譜分析儀的噪聲系數(shù)，從而提高了靈敏度。對于信噪比不高的小信號，可以減少VBW或者采用軌跡平均，平滑噪聲，減小波動?！　⌒枰⒁獾氖牵l譜儀測量結(jié)果是外部輸入信號和頻譜分析儀內(nèi)部噪聲之和，要使測量結(jié)果準(zhǔn)確，通常要求信噪比大于20db。　　2、分辨率帶寬（RBW）越小越好嗎？　　RBW越小，頻譜分析儀靈敏度就越好，但是，掃描速度會變慢?？梢愿鶕?jù)實(shí)際測試需求設(shè)RBW，在靈敏度和速度之間找到平衡點(diǎn)–既保證準(zhǔn)確測量信號又可以得到快速的測量速度。　　3、平均檢波方式（Average Type）是如何選擇、Power？Logpower？Voltage？　　Logpower對數(shù)功率平均、它通常又稱為Videoaveraging，這種平均方式具有最低的底噪，適合于低電平連續(xù)波信號測試。但對”類噪聲“信號會有一定的誤差，比如寬帶調(diào)制信號W-CDMA等。　　功率平均、又稱RMS平均，這種平均方式適合于“類噪聲“信號（如CDMA）總功率測量?！　‰妷浩骄⑦@種平均方式適合于觀測調(diào)幅信號或者脈沖調(diào)制信號的上升和下降時(shí)間測量?！　?、掃描模式的選擇、SWEEP還是FFT？　　現(xiàn)代頻譜儀的掃描模式通常都具有SWEEP模式和FFT模式。通常在比較窄的RBW設(shè)置時(shí)，F(xiàn)FT比SWEEP更具有速度優(yōu)勢，但在較寬RBW的條件下，SWEEP模式更快?！　‘?dāng)掃寬小于FFT的分析帶寬時(shí)，F(xiàn)FT模式可以測量瞬態(tài)信號;在掃寬超出頻譜分析儀的FFT分析帶寬時(shí)，如果采用FFT掃描模式，工作方式是對信號進(jìn)行分段處理，段與段之間在時(shí)間上存在不連續(xù)性，則可能在信號采樣間隙時(shí)，丟失有用信號，頻譜分析就會存在失真。這種類型信號包括、脈沖信號，TDMA信號，F(xiàn)SK調(diào)制信號等。　　5、檢波器的選擇對測量結(jié)果的影響？　　PEAK檢波方式、選取每個(gè)BUCKET中的最大值作為測量值。這種檢波方式適合連續(xù)波信號及信號搜索測試?！　AMPLE檢波方式、這種檢波方式通常適用于噪聲和“類噪聲”信號的測試。對于NEGPEAK檢波方式、它適合于小信號測試，例如EMC測試。而對于NORMAL檢波方式、它更適合于同時(shí)觀察信號和噪聲?！　?、跟蹤源（tg）的作用是什么？　　跟蹤源是頻譜分析儀上的常見選件之一。當(dāng)跟蹤源輸出經(jīng)被測件的輸入端口，而此器件的輸出則通常連接到頻譜儀的輸入端口時(shí)，這樣頻譜儀以及跟蹤源形成了一個(gè)完整的自適應(yīng)掃頻測量系統(tǒng)。跟蹤源輸出的信號的頻率能精確地跟蹤頻譜分析儀的調(diào)諧頻率。頻譜儀配搭跟蹤源選件，可以用作簡易的標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析，觀測被測件的激勵(lì)響應(yīng)特性曲線，例如、器件的頻率響應(yīng)、插入損耗等。

頻譜儀

頻譜儀 頻譜儀的操作和使用要點(diǎn)_頻譜儀

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