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頻譜分析儀

更新時(shí)間:2016-10-20      點(diǎn)擊次數(shù):2356

                              頻譜分析儀

    頻譜分析儀市研究電信號頻譜結(jié)構(gòu)的儀器,用于信號失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號參數(shù)的側(cè)量,可用以測量放大鏡和濾波器等電路系統(tǒng)的某些參數(shù),是一種多用途的電子測量儀器。它又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等?,F(xiàn)代頻譜分析儀能以模擬方式或數(shù)字方式顯示分析結(jié)果,能分析1赫以下的甚低頻到亞毫米波段的全部無線電頻段的電信號。儀器內(nèi)部若采用數(shù)字電路和微處理器,具有存儲和運(yùn)算功能;配置標(biāo)準(zhǔn)接口,就容易構(gòu)成自動測試系統(tǒng)。

   

概述

 

頻譜分析系統(tǒng)主要的功能是在頻域里顯示輸入信號的頻譜特性。依信號處理方式的不同,一般有兩種類型;即時(shí)(Real-Time Spectrum Analyzer)與掃描調(diào)諧(Sweep-Tuned Spectrum Analyzer).即時(shí)頻率分析儀的功能為在同一瞬間顯示頻域的信號振幅,其工作原理是針對不同的頻率信號而

有相對應(yīng)的濾波器與檢知器(Detector),再經(jīng)由同步的多工掃描器將信號傳送到CRT或液晶等顯示儀器上進(jìn)行顯示,其優(yōu)點(diǎn)是能顯示周期性雜散波(Periodic Random Waves)的瞬間反應(yīng),其缺點(diǎn)是價(jià)昂且受限于頻寬范圍,濾波器的數(shù)目與zui大的多工交換時(shí)間(Switching Time).zui常用的是掃描調(diào)諧,其基本結(jié)構(gòu)類似超外差式接收器,工作原理是輸入信號經(jīng)衰減器直接外加到混波器,可調(diào)變的本地振蕩器經(jīng)與CRT同步的掃描產(chǎn)生器產(chǎn)生隨時(shí)間作線性變化的振蕩頻率,經(jīng)混波器與輸入信號混波降頻后的中頻信號(IF)再放大,濾波與檢波傳送到CRT的垂直方向板,因此在CRT的縱軸顯示信號振幅與頻率的對應(yīng)關(guān)系。較低的RBW固然有助於不同頻率信號的分辨與量測,低的RBW將濾除較高頻率的信號成份,導(dǎo)致信號顯示時(shí)產(chǎn)生失真,失真值與設(shè)定的RBW密切相關(guān),較高的RBW固然有助於寬頻帶信號的偵測,將增加雜訊底層值(Noise Floor),降低量測靈敏度,對於偵測低強(qiáng)度的信號易產(chǎn)生阻礙,因此適當(dāng)?shù)腞BW寬度是正確使用重要的概念。

一般維修者不使用,一是他的價(jià)格較高,二是操作較為復(fù)雜。需要配合信號發(fā)生器。但使用起來很方便的可以查找故障。

工作原理

 

的工作原理

架構(gòu)猶如時(shí)域用途的示波器,面板上布建許多功能控制按鍵,作為系統(tǒng)功能之調(diào)整與控制,實(shí)時(shí)(Real-Time Spectrum Analyzer)與掃瞄調(diào)諧(Sweep-Tuned Spectrum Analyzer)。實(shí)時(shí)頻率分析儀的功能為在同一瞬間顯示頻域的信號振幅,其工作原理是針對不同的頻率信號而有相對應(yīng)的濾波器與檢知器(Detector),再經(jīng)由同步的多任務(wù)掃瞄器將信號傳送到CRT 屏幕上,其優(yōu)點(diǎn)是能顯示周期性雜散波(PeriodicRandom Waves)的瞬間反應(yīng),其缺點(diǎn)是價(jià)昂且受限于頻寬范圍、濾波

器的數(shù)目與zui大的多任務(wù)交換時(shí)間(Switching Time)。

zui常用的是掃瞄調(diào)諧,可調(diào)變的本地振蕩器經(jīng)與CRT 同步的掃瞄產(chǎn)生器產(chǎn)生隨時(shí)間作線性變化的振蕩頻率,經(jīng)混波器與輸入信號混波降頻后的中頻信號(IF)再放大、濾波與檢波傳送到CRT 的垂直方向板,因此在CRT 的縱軸顯示信號振幅與頻率的對應(yīng)關(guān)系,信號流程架構(gòu)如圖1.3 所示。

影響信號反應(yīng)的重要部份為濾波器頻寬,濾波器之特性為高斯濾波器(Gaussian-Shaped Filter),影響的功能就是量測時(shí)常見到的解析頻寬(RBW,Resolution Bandwidth)。RBW 代表兩個(gè)不同頻率的信號能夠被清楚的分辨出來的zui低頻寬差異,兩個(gè)不同頻率的信號頻寬如低于的RBW,此時(shí)該兩信號將重疊,難以分辨,較低的RBW 固然有助于不同頻率信號的分辨與量測,低的RBW 將濾除較高頻率的信號成份,導(dǎo)致信號顯示時(shí)產(chǎn)生失真,失真值與設(shè)定的RBW 密切相關(guān),較高的RBW 固然有助于寬帶帶信號的偵測,將增加噪聲底層值(Noise Floor),降低量測靈敏度,對于偵測低強(qiáng)度的信號易產(chǎn)生阻礙,因此適當(dāng)?shù)腞BW 寬度是正確使用重要的概念。

另外的視頻頻寬(VBW,Video Bandwidth)代表單一信號顯示在屏幕所需的zui低頻寬。如前所說明,量測信號時(shí),視頻頻寬過與不及均非適宜,都將造成量測的困擾,如何調(diào)整必須加以了解。通常RBW 的頻寬大于等于VBW,調(diào)整RBW 而信號振幅并無產(chǎn)生明顯的變化,此時(shí)之RBW 頻寬即可加以采用。量測RF 視頻載波時(shí),信號經(jīng)設(shè)備內(nèi)部的混波器降頻后再加以放大、濾波(RBW 決定)及檢波顯示等流程,若掃描太快,RBW 濾波器將無法充電到信號的振幅峰值,因此必須維持足夠的掃描時(shí)間,而RBW 的寬度與掃描時(shí)間呈互動關(guān)系,RBW 較大,掃描時(shí)間也較快,反之亦然,RBW 適當(dāng)寬度的選擇因而顯現(xiàn)其重要性。較寬的RBW 較能充分地反應(yīng)輸入信號的波形與振幅,但較低的RBW 將能區(qū)別不同頻率的信號。例如使用于6MHz 頻寬視訊頻道的量測,經(jīng)驗(yàn)得知,RBW 為300kHz 與3MHz 時(shí),載波振幅峰值并不產(chǎn)生顯著變化,量測6MHz的視頻信號通常選用300kHz 的RBW 以降低噪聲。天線信號量測時(shí),的展頻(Span)使用100MHz,獲得較寬廣的信號頻譜需求,RBW使用3MHz。這些的量測參數(shù)并非一成不變,將會依現(xiàn)場狀況及過去量測的經(jīng)驗(yàn)加以調(diào)整。

使用

編輯

圖示測試儀

什么是在頻域內(nèi)分析信號的圖示測試儀。以圖形方式顯示信號幅度按頻率的分布,即X軸表示頻率,Y軸表示信號幅度。

 

原理

用窄帶帶通濾波器對信號進(jìn)行選通。

 

主要功能

顯示被測信號的頻譜、幅度、頻率。可以全景顯示,也可以選定帶寬測試。

 

測量機(jī)制

1.把被測信號與儀器內(nèi)的基準(zhǔn)頻率、基準(zhǔn)電平進(jìn)行對比。因?yàn)樵S多測量的本質(zhì)都是電平測試,如載波電平、A/V、頻響、C/N、CSO、CTB、HM、CM以及數(shù)字頻道平均功率等。

2.波形分析:通過107選件和相應(yīng)的分析軟件,對電視的行波形進(jìn)行分析,從而測試視頻指標(biāo)。如DG、DP、CLDI、調(diào)制深度、頻偏等。

 

 

 

 

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