頻譜分析儀的原理和應用課件

頻譜分析儀的原理與應用

----GimWooAgenda一.頻譜分析儀簡介二.頻譜分析儀原理三.頻譜分析儀的一些用法四.操作面板五.一些常見測試方法六.使用頻譜分析儀應當注意的事項頻譜分析儀簡介1.1頻率計+功率計1.2一般的測試范圍和誤差范圍1.3頻譜分析儀的分類頻率計測頻率很精確功率計測功率很精確頻譜分析儀測頻率精度一般，測功率精度也一般測試的范圍主要是看信號的頻率范圍，和輸入功率的范圍

頻率范圍在頻譜分析儀上有標識，輸入功率范圍一般標有最大輸入功率，使用時不要超過范圍。而對于誤差有校準信號絕對誤差；頻率相應誤差；射頻衰減器誤差；參考電平改變誤差；中頻帶寬改變誤差；顯示刻度改變，總的誤差加起來有2～3個dB。但是實際誤差與測試方法很有關系，一般保證中頻帶寬不改變，顯示刻度不改變，保證待測信號電平與校準信號電平差不多。測量時如能保證信噪比大于12dB，誤差可以在1dB以內(nèi)。簡單的說頻譜分析儀就是一臺接收機+信號處理+顯示頻譜分析儀主要測試內(nèi)容掃描調(diào)諧；矢量；實時頻譜分析儀分類三類頻譜分析儀結構電路模塊以目前的VSA為例，是典型的超外差接收機可調(diào)衰減器信號輸入低通濾波帶通濾波中頻濾波中頻放大器ADCDSP+控制處理顯示處理

第一變頻器

第三變頻器第二

變頻器F1IFF2IFF3IFFRF

射頻衰減器F1lo

第一

本振YTOYTF

帶寬濾波器

對數(shù)放大器LOG掃描斜波發(fā)生器檢波器顯示器

低通濾波器

低通濾波器

帶通濾波器

步進放大器MXR1MXR2掃描調(diào)諧型名詞解釋動態(tài)范圍：可以輸入的最大功率和最小功率之差。例如可輸入最大功率為30dBm，最小可測得的信號為-96dBm，則動態(tài)范圍為30-（-96）=126dB，測量時設置不同動態(tài)范圍也不同，這里的最小可測試信號就是靈敏度。因為Si/Ni=NF*So/No這里Si/Ni為輸入信噪比，NF為噪聲系數(shù)，So/No為輸出信噪比靈敏度被定義為Si=k*T*B*NFsys*(So/No)

用dB表示為：Si=-174+10lgB+NFsys+So/No

這里-174為絕對零度時的噪聲基底，B為系統(tǒng)帶寬，NF為噪聲系數(shù)。(So/No)為系統(tǒng)可識別的最小信號的信噪比。其中噪聲系數(shù)

NFsys=F1+(F2-1)/G1+(F3-1)/(G1*G2)+(F4-1)/(G1*G2*G3)+…

其中Fn為第n級的噪聲系數(shù)，Gn為第n級的增益。開關濾波作用：選取不同的頻率，同時濾除鏡像頻率。

一般低頻段采用低中頻，而高頻段采用高中頻，主要是為了方便鏡像濾波器的制作（寬頻帶高通濾波器制作成本高、難度大）。所以采用低中頻時使用帶通濾波，而采用高中頻時使用低通濾波，進行兩級變頻。foRFimafoRFimafoRFimaIFIFIFIFIF=RF+fo混頻器用于頻譜搬移，強非線性的器件。

混頻器對本振的輸入水平，RF的輸入水平都有要求，都不能太高，否則會產(chǎn)生相當多的雜散分量。所以需要前面的預衰減器?；祛l器產(chǎn)生的雜散分量有本振，及其諧波，RF及其諧波，中頻及其諧波，還有各分量的互調(diào)分量。所以需要進行濾波。LO本地振蕩器，就是本振，其實就是一個掃頻頻率源，其頻率的穩(wěn)定度和相噪水平極大影響了輸出頻率的準確性和相噪。

VSA中可能存在幾個本振，他們有著各自的用途，選擇合適的本振，不但關系本振本身的設計難度，還包括混頻器和濾波器等的設計難度。