简易频谱分析仪原理

频谱分析仪是一种常用的[url=http://www.d117w.com]电子测试测量仪器[/url]，主要用于射频和微波信号的检测，在许多领域有一定的应用。频谱分析仪的功能相对比较强大，初学者在使用光谱仪方面有一些常见的问题需要用户的注意，在使用频谱分析仪测试容易进入一些误区和疑惑。今天的小编向大家介绍[url=http://www.d117w.com/xwzx/cjwt/539.html][b]频谱分析仪使用的常见六大问题[/b][/url]。[align=center][img=频谱分析仪]http://www.d117w.com/uploads/171223/1-1G223145I3913.jpg[/img][/align][b] 频谱分析仪六大常见问题解答[/b]　　Q1：如何设置频谱仪最佳的灵敏度观察微弱信号　　A：首先根据被测小信号的大小设置相应的中心频率、扫宽(span)以及参考电平 然后在频谱分析仪没有出现过载提示的情况下逐步降低衰减值 如果此时被测小信号的信噪比小于15db，就逐步减小rbw，rbw越小，频谱分析仪的底噪越低，灵敏度就越高。　　如果频谱分析仪有预放，打开预放。预放开，可以提高频谱分析仪的噪声系数，从而提高了灵敏度。对于信噪比不高的小信号，可以减少vbw或者采用轨迹平均，平滑噪声，减小波动。　　需要注意的是，频谱仪测量结果是外部输入信号和频谱分析仪内部噪声之和，要使测量结果准确，通常要求信噪比大于20db。　　Q2：分辨率带宽(rbw)是不是越小越好?　　A：rbw越小，频谱分析仪灵敏度就越好，但是，扫描速度会变慢。最好根据实际测试需求设rbw，在灵敏度和速度之间找到平衡点-既保证准确测量信号又可以得到快速的测量速度。　　Q3：平均检波方式(averagetype)如何选择：power?logpower?voltage?　　logpower对数功率平均：又称videoaveraging，这种平均方式具有最低的底噪，适合于低电平连续波信号测试。但对”类噪声“信号会有一定的误差，比如宽带调制信号w-cdma等。　　功率平均：又称rms平均，这种平均方式适合于“类噪声“信号(如：cdma)总功率测量。　　电压平均：这种平均方式适合于观测调幅信号或者脉冲调制信号的上升和下降时间测量。　　Q4：扫描模式的选择：sweep还是fft?　　A：现代频谱仪的扫描模式通常都具有sweep模式和fft模式。通常在比较窄的rbw设置时，fft比sweep更具有速度优势，但在较宽rbw的条件下，sweep模式更快。　　当扫宽小于fft的分析带宽时，fft模式可以测量瞬态信号 在扫宽超出频谱分析仪的fft分析带宽时，如果采用fft扫描模式，工作方式是对信号进行分段处理，段与段之间在时间上存在不连续性，则可能在信号采样间隙时，丢失有用信号，频谱分析就会存在失真。这种类型信号包括：脉冲信号，tdma信号，fsk调制信号等。　　Q5：检波器的选择对测量结果的影响?　　peak检波方式：选取每个bucket中的最大值作为测量值。这种检波方式适合连续波信号及信号搜索测试。　　sample检波方式：这种检波方式通常适用于噪声和“类噪声”信号的测试。　　negpeak检波方式：适合于小信号测试，例如，emc测试。　　normal检波方式：适合于同时观察信号和噪声。　　Q6：跟踪源(tg)的作用是什么?　　A：跟踪源是频谱分析仪上的常见选件之一。当跟踪源输出经被测件的输入端口，而此器件的输出则接到频谱仪的输入端口时，频谱仪以及跟踪源形成了一个完整的自适应扫频测量系统。跟踪源输出的信号的频率能精确地跟踪频谱分析仪的调谐频率。频谱仪配搭跟踪源选件，可以用作简易的标量网络分析，观测被测件的激励响应特性曲线，例如：器件的频率响应、插入损耗等。　　以上给大家解答了一些关于频谱分析仪在使用过程中经常遇到的一些问题，遇到这些问题可以根据频谱分析仪工作原理来分析。通过对于频谱分析仪的常见问题的了解，在对于频谱分析仪的使用可加深了解，能够更快的提高效率。

1) 频谱分析仪的校准：频谱分析仪一般都有固定幅度和频率的校准器，使用频谱分析仪测量信号特别绝对信号电平测量时，需要对频谱分析仪进行校准，以保证信号测量精度；另外，通过校准信号的测量，可以检查频谱分析仪是否有问题。2) 射频输入信号电平小于频谱分析仪允许的安全电平：在频谱分析仪输入端接入射频信号之间，一定要对输入信号电平进行正确估算，避免频谱分析仪射频输入大于频谱分析仪允许的安全电平，否则将会烧毁频谱分析仪输入衰减器和混频器。特别是在高功率信号测量中，要格外小心谨慎。例如用频谱分析仪测量1W以上高功率放大器时，注意在频谱分析仪输入端接衰减器，以使频谱分析仪的射频输入信号小于频谱分析仪允许的安全电平。3) 确定频谱分析仪是否允许直流信号输入：某些频谱分析仪不允许直流信号输入，因此注意测量信号是否包含直接成分。特别是在某些系统中，射频信号和直流信号用同一根电缆传输，此时要特别小心，信号接入频谱分析仪射频输入端口之前，一定在频谱分析仪输入端接隔直流器，以免损坏仪器。例如在很多卫星通信系统，低噪声放大器的直流加电线和射频信号传输采用同一根电缆，测量这样射频信号时，特别注意在频谱分析仪射频输入接隔直流器，保护频谱分析仪的射频输入电路。4) 低电平信号测量：频谱分析仪的灵敏度是指在特定带宽下，频谱分析仪测量小信号的能力。因此，在测量低电平信号时，特别是测量信号接近频谱分析仪本底噪声时，应减小频谱分析仪的射频衰减和分辨带宽，提高频谱分析仪的灵敏度，提高低电平信号的测量精度。另外减少视频带宽和采用视频平均技术，虽然不影响频谱分析仪的灵敏度，但可以改善小信号测量精度。5) 合理设置频谱分析仪参数：在测试射频信号时，合理设置频谱分析仪的分辨带宽、扫频带宽、视频带宽和扫描时间等，确保频谱分析仪CRT不出现测量不准的信号提示。当频谱分析仪CRT出现测量不准信息，此时测量无法保证测量精度。

电磁干扰是电子产品设计中不可忽略的一个重要影响因素，要解决电磁干扰问题，就必须知道干扰源和发生的干扰幅度。测量电磁干扰源，有些工程师可能首先会想到使用数字示波器，但是示波器其实不是最好的测量电磁干扰的仪器，主要是因为：1、示波器测量取得的数据没办法和现有的标准进行比较，还需要将其波形转换成频域频谱才能进行比较；2、使用数字示波器没办法对叠加在一起的高频/低频信号进行测量；3、示波器的灵敏度达不到测量电磁干扰的层级。所以，除了示波器，还有一个更好的测量电磁干扰的仪器，那就是频谱分析仪。 频谱分析仪的工作原理如下图所示，由天线接收到信号，然后经过混频后，使信号频率达到中频，再经过中频放大器进入检波阶段，经过检波后再通过视频放大器将信号进行放大然后显示出来，就能测量出电磁干扰信号的数据。http://www.xmhaotian.com/upload/fck/14262318571452287212.jpg 频谱分析仪使用操作参数 1、扫描时间。扫描时间指的是从频谱仪从信号的频率最低端扫描到最高端所使用的时间，如果扫描时间偏短的话，则测量的信号幅度会比实际中信号幅度小。 2、频率扫描范围。如果扫描的频率范围越宽的话，那么测量的时间就会加长，测量精度就会降低，所以应尽量使用较小的频率范围来进行测量。 3、中频分辨宽带。通过对宽带的调整，可以提高频谱仪的选择性（选择性越高，可以对距离很近的两个信号进行测量）和频谱仪的灵敏度。