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浅谈频谱分析仪在使用中的注意事项

文章出处:海立方官网 人气:发表时间:2020-06-27 17:53

  频谱分析仪是对无线电信号进行测量的必备手段,是从事电子产品研发、生产、检验的常用工具。因此,应用十分广泛,被称为工程师的射频万用表。频谱分析仪的价格一般都不便宜,正确使用和保养频谱分析仪,不仅可以减少仪器的损坏,还能延长频谱分析仪的使用寿命。

  使用频谱分析仪测量系统指标,一般只需将频谱分析仪与系统直接相连,然后按照指标的测量方法操作,在测量过程中,特别需要注意以下一些问题。

  频谱分析仪的输入如果过高,分析仪将使它产生非线性失真,测试出的结果则由于失真产生误差;如果信号电平过低,信号可能被分析仪的底噪声所掩盖,无法正确测量信号,这两种情况都会减小测量的动态范围。因此,使用前要十分清楚地了解信号的输入范围,正确选择输入衰减。

  射频信号输入时,还应注意电缆特性阻抗与仪器输入阻抗匹配,否则信号不匹配则会引起衰减,造成测量误差。在有线电视系统中,电缆特性阻抗一般为75,分析仪输入阻抗一般可以在50和75之间选择,所以在测量时要正确选择分析仪的输入阻抗,减小测量误差。

  在频谱分析仪中,频率分辨力是一个非常重要的概念,它是由中频滤波器的带宽决定的,这个带宽决定了仪器的分辨带宽BWRES,如果滤波器的带宽是100Hz,那么谱线Hz的不定性。若在一个滤波器的带宽频率范围内出现了两条谱线,则不可能检出这两条谱线是不同的频率分量,但是将测出它在频率范围内的能量而不考虑多少谱线产生这一能量,因此,对于两条紧密相关的谱线,其分辨力取决于滤波器的宽度。

  在实际测量过程中,应该正确选择频率分辨带宽的大小,既不能把不需要的信号混合到测量信号中,也不能把需要的信号排除在外。

  频谱分析仪中的信号检波器有峰值检波和取样检波等类型,峰值检波是常用的类型。中频滤波器的输出接到检波器上,检波器产生与中频级输出的交流信号电平成正比的直流电平。我们可以根据信号测量指标的不同,选用不同的检波方式,如测量信号电平时采用峰值检波,测量噪声时采用取样检波。

  在频谱分析仪中,由于信号电平大幅度变化,一般采用对数刻度,而在检波器之前有一个对数放大器,对数放大器按照对数函数来压缩信号电平,即对于输入电平幅度V,输出电压幅度为lgV,这样大大地减小了由检测器所检测的信号电平变化,同时向用户了校准成单位为分贝的对数垂直刻度。另外也可以根据信号的不同选择线性垂直刻度,它所表示的信号范围较小。

  视频滤波器是一个低通滤波器,它可以减小检波器输出的噪声变化,揭示一些已被掩盖且接近本底噪声的信号,如果噪声是待测量,则视频滤波器还有助于稳定测量。

  采用宽带视频滤波器时,噪声的波动较大;采用窄带视频滤波器时,波动显著减小,两者噪声平均值一样,只是噪声的波动不同。因此,我们可以根据测试信号的类型选择视频滤波器的带宽,例如当测试信号仅为噪声信号时,窄带视频滤波器可以平滑这些噪声信号的波动,如果选择宽带视频滤波器,则由于噪声的影响,测量将有所变化。

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