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频谱分析仪仪器特性
分析频谱分析仪的讯息处理过程
在量测高频信号时,外差式的频谱分析仪混波以后的中频因放大之故,能得到较高的灵敏度,且改变中频滤波器的频带宽度,能*地改变频率的分辨率,但由于**外差式的频谱分析仪是在频带内扫瞄之故,因此,除非使扫瞄时间趋近于零,无法得到输入信号的实时(Real Time)反应,故欲得到与实时分析仪的性能一样的**外差式频谱分析仪,其扫瞄速度要非常之快,若用比中频滤波器之时间常数小的扫瞄时间来扫瞄的话,则无法得到信号正确的振幅,因此欲提高频谱分析仪之频率分辨率,且要能得到准确之响应,要有适当的扫瞄速度。由以上之叙述,可以得知**外差式频谱分析仪无法分析瞬时信号(TransientSignal)或脉冲信号(Impulse Signal)的频谱,而其主要应用则在测试周期性的信号及其它杂散信号(Random Signal)的频谱。频谱分析仪系统内部及面板显示的特性,详如附录一的说明,对该内容的了解将有助于频谱分析仪的操作使用。一般本地振荡器输出信号的频率均**中频信号的频率,本地振荡器输出信号的频率可被调整在谐波之频率,亦即?IN=n??LO±?I F n=1,2,3.......⑵
由式⑵得知,频谱分析仪的信号量测范围,无形中己被拓宽,低于或**本地振荡器或其它谐波频率的输入信号,均能被混波产生中频。延伸输入信号频率的混波原理,其中纵轴代表输入信号(?IN),横轴代表本地振荡频率(?LO),图中的正负整数代表公式⑵中频放大器对应的正负号。
可体会频谱分析仪利用本地振荡的谐波信号延伸输入信号频率的工作原理。然而可能对应多个输入信号频率,为消除此一现象,在衰减器前面加入频率预选器(Preselector),用来提升频谱分析仪的范围,同时使输出的结果能去除其它不必要的频率而真正反应输入信号的频率。
图1.4:利用本地振荡之谐波信号拓展信号频率的原理
由以上得知**外差或频谱分析仪无法分析瞬时信号(TransientSignal)或脉冲信号(Impulse Signal)的频谱,而其主要应用则在测试周期性的信号及其它随机信号(Random Signal)的频谱。
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产品名称:频谱分析仪
系列把接触的相位噪声、灵敏度、1Hz的分辨率和大的动态范围等功能组合在一个坚固的机箱中,从而使之能适应恶劣的环境条件。RF设计,生产和维修应用提供了优良的性能,采用合成调谐,供无漂移的测量使用。
特性:
频率范围:30Hz~6.5GHz
分辨率带宽1Hz至100Hz,数字式测量速度
低相位噪声和大的动态范围
精密时基和1Hz计数器分辨率
邻近信道功率、信道功率、载波功率和选通视频测量标准
牢固耐用,符合MTL-T-28800标准
选件:
001:*二中频输出
005:交替扫描输出(不能同002联用)
008:信号识别
103:去除精密频率基准和1Hz,3HzRBW
104:撤销大容量存储模块
908:机架安装配件(不带把手)
909:机架安装配件(带把手)
1BN:MIL-STD-45662A校准(无数据)
1BP:MIL-STD-45662A校准(带数据)
E35:ACPR测试仪
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频谱分析仪的主要技术指标有频率范围、分辨率、分析谱宽、分析时间、扫频速度、灵敏度、显示方式和假响应。
频率范围
进行正常工作的频率区间。现代频谱仪的频率范围能从低于1赫直至300吉赫。
分辨力
在显示器上能够区分邻近的两条谱线之间频率间隔的能力,是频谱分析仪重要的技术指标。分辨力与滤波器型式、波形因数、带宽、本振稳定度、剩余调频和边带噪声等因素有关,扫频式频谱分析仪的分辨力还与扫描速度有关。分辨带宽越窄越好。现代频谱仪在高频段分辨力为10~100赫。
分析谱宽
又称频率跨度。频谱分析仪在一次测量分析中能显示的频率范围,可等于或小于仪器的频率范围,通常是可调的。
分析时间
完成一次频谱分析所需的时间,它与分析谱宽和分辨力有密切关系。对于实时式频谱分析仪,分析时间不能小于其窄分辨带宽的倒数。
扫频速度:分析谱宽与分析时间之比,也就是扫频的本振频率变化速率。
灵敏度
显示微弱信号的能力,受频谱仪内部噪声的限制,通常要求灵敏度越高越好。动态范围指在显示器上可同时观测的信号与弱信号之比。现代频谱分析仪的动态范围可达80分贝。
显示方式
显示的幅度与输入信号幅度之间的关系。通常有线性显示、平方律显示和对数显示三种方式。
假响应
显示器上出现不应有的谱线。这对**外差系统是不可避免的,应设法抑止到小,现代频谱分析仪可做到小于-90分贝毫瓦。
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用FFT计算信号频谱的算法
离散付里叶变换X(k)可看成是z变换在单位圆上的等距离采样值
同样,X(k)也可看作是序列付氏变换X(ejω)的采样,采样间隔为ωN=2π/N
由此看出,离散付里叶变换实质上是其频谱的离散频域采样,对频率具有选择性(ωk=2πk/N),在这些点上反映了信号的频谱。
根据采样定律,一个频带有限的信号,可以对它进行时域采样而不丢失任何信息,FFT变换则说明对于时间有限的信号(有限长序列),也可以对其进行频域采样,而不丢失任何信息。所以只要时间序列足够长,采样足够密,频域采样也就可较好地反映信号的频谱趋势,所以FFT可以用以进行连续信号的频谱分析
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