頻譜儀是一種常用的分析儀器，主要針對(duì)于射頻和微波信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，在多個(gè)領(lǐng)域中都有一定的應(yīng)用。頻譜儀在使用中有一些常見(jiàn)問(wèn)題是需要用戶(hù)注意的，今天小編就來(lái)為大家具體介紹一下頻譜儀使用中的六大常見(jiàn)問(wèn)題吧，希望可以幫助到大家。
1、怎樣設(shè)置才能獲得頻譜儀較好的靈敏度，以方便觀(guān)測(cè)小信號(hào)？
首先根據(jù)被測(cè)小信號(hào)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(méi)有出現(xiàn)過(guò)載提示的情況下逐步降低衰減值；如果此時(shí)被測(cè)小信號(hào)的信噪比小于15db，就逐步減小rbw，rbw越小，頻譜分析儀的底噪越低，靈敏度就越高。
如果頻譜分析儀有預(yù)放，打開(kāi)預(yù)放。預(yù)放開(kāi)，可以提高頻譜分析儀的噪聲系數(shù)，從而提高了靈敏度。對(duì)于信噪比不高的小信號(hào)，可以減少vbw或者采用軌跡平均，平滑噪聲，減小波動(dòng)。
需要注意的是，頻譜儀測(cè)量結(jié)果是外部輸入信號(hào)和頻譜分析儀內(nèi)部噪聲之和，要使測(cè)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(huì)變慢。建議根據(jù)實(shí)際測(cè)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(cè)量信號(hào)又可以得到快速的測(cè)量速度。
3、平均檢波方式（averagetype）如何選擇、power？logpower？voltage？
logpower對(duì)數(shù)功率平均、又稱(chēng)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(hào)測(cè)試。但對(duì)”類(lèi)噪聲“信號(hào)會(huì)有一定的誤差，比如寬帶調(diào)制信號(hào)w-cdma等。
功率平均、又稱(chēng)rms平均，這種平均方式適合于“類(lèi)噪聲”信號(hào)（如、cdma）總功率測(cè)量。
電壓平均、這種平均方式適合于觀(guān)測(cè)調(diào)幅信號(hào)或者脈沖調(diào)制信號(hào)的上升和下降時(shí)間測(cè)量。
4、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)，fft比sweep更具有速度優(yōu)勢(shì)，但在較寬rbw的條件下，sweep模式更快。
當(dāng)掃寬小于fft的分析帶寬時(shí)，fft模式可以測(cè)量瞬態(tài)信號(hào)；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(duì)信號(hào)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(hào)采樣間隙時(shí)，丟失有用信號(hào)，頻譜分析就會(huì)存在失真。這種類(lèi)型信號(hào)包括、脈沖信號(hào)，tdma信號(hào)，fsk調(diào)制信號(hào)等。
5、檢波器的選擇對(duì)測(cè)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(cè)量值。這種檢波方式適合連續(xù)波信號(hào)及信號(hào)搜索測(cè)試。
sample檢波方式、這種檢波方式通常適用于噪聲和“類(lèi)噪聲”信號(hào)的測(cè)試。
negpeak檢波方式、適合于小信號(hào)測(cè)試，例如，emc測(cè)試。
normal檢波方式、適合于同時(shí)觀(guān)察信號(hào)和噪聲。
6、跟蹤源（tg）的作用是什么？
跟蹤源是頻譜分析儀上的常見(jiàn)選件之一。當(dāng)跟蹤源輸出經(jīng)被測(cè)件的輸入端口，而此器件的輸出則接到頻譜儀的輸入端口時(shí)，頻譜儀以及跟蹤源形成了一個(gè)完整的自適應(yīng)掃頻測(cè)量系統(tǒng)。跟蹤源輸出的信號(hào)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(jiǎn)易的標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析，觀(guān)測(cè)被測(cè)件的激勵(lì)響應(yīng)特性曲線(xiàn)，例如、器件的頻率響應(yīng)、插入損耗等。
頻譜是頻率譜密度的簡(jiǎn)稱(chēng)，是頻率的分布曲線(xiàn)。復(fù)雜振蕩分解為振幅不同和頻率不同的諧振蕩，這些諧振蕩的幅值按頻率排列的圖形叫做頻譜。
頻譜儀的分類(lèi)：
一般分為FFT(快速傅里葉變化)和掃頻式頻譜儀。其中FFT式頻譜儀適合窄分析帶寬，快速測(cè)量場(chǎng)合，掃頻式頻譜儀適合寬頻帶分析場(chǎng)合。
頻譜儀內(nèi)部原理：
1、輸入衰減器
信號(hào)進(jìn)入頻譜儀后，先經(jīng)過(guò)一個(gè)輸入衰減器，作用為防止大信號(hào)進(jìn)入混頻器，造成混頻器過(guò)載，增益壓縮，畸變。衰減器雨后面的中頻放大器是互動(dòng)的，中頻放大器補(bǔ)償前面的衰減值，保證信號(hào)大小不變。
2、低通濾波器
低通濾波器決定了頻譜儀的分析能力，頻譜儀上標(biāo)注的頻率范圍就是由此濾波器決定。
3、混頻器
混頻器，通過(guò)本振(LO)將輸入信號(hào)下變頻到中頻。
4、中頻濾波器
中頻濾波器即頻譜儀面板上設(shè)置的RBW，是可調(diào)的，調(diào)節(jié)RBW會(huì)影響頻率選擇性，信噪比和測(cè)試速度。
5、包絡(luò)檢波器
將中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)或者視頻信號(hào)。有正向檢波(顯示最大值)，負(fù)向檢波(顯示最小值)，采樣檢波(顯示中值)。
6、視頻濾波器
一般為一低通濾波器，此濾波器主要是為了減少噪聲的峰峰值變化，測(cè)試小信號(hào)時(shí)會(huì)用到。
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、分辨帶寬等帶寬定義。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)置到最靈敏時(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)改變測(cè)量設(shè)置時(shí)，儀器測(cè)量大信號(hào)和小信號(hào)的能力是不一樣的，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)的能力，即在不改變?nèi)魏螠y(cè)量設(shè)置的情況下，示波器和頻譜儀在合適設(shè)置情況下的較好動(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)范圍的最主要因素，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R&SRTO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)確實(shí)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)現(xiàn)瞬變信號(hào)（信號(hào)滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)范圍的情況下）的概率要大得多。
三、功率測(cè)量準(zhǔn)確度
對(duì)于頻域分析來(lái)說(shuō)，功率測(cè)量準(zhǔn)確度是非常重要的技術(shù)指標(biāo)。無(wú)論是示波器還是頻譜儀，對(duì)功率測(cè)量準(zhǔn)確度的影響量都是非常多的，下面分別列出其主要的影響量：
1、對(duì)于示波器來(lái)說(shuō)，功率測(cè)量準(zhǔn)確度的影響量有：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)量準(zhǔn)確度的影響量有：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，這是非常好的測(cè)量準(zhǔn)確度指標(biāo)。因?yàn)轭l譜儀在1GHz處的測(cè)量準(zhǔn)確度是非常好的。
4、另外，在頻率范圍內(nèi)，示波器的頻率響應(yīng)指標(biāo)也是很好的，4GHz范圍內(nèi)不超過(guò)0.5dB，從這點(diǎn)來(lái)說(shuō)，示波器甚至優(yōu)于頻譜儀的性能。
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