近代电子测量技术频谱仪.pptx

频域测量——频谱分析仪;时间;频谱分析的根本概念;.;频谱分析仪的分类;频段分配; 频谱分析仪是使用不同方法在频域内对信号的电压、功率、频率等参数进行测量并显示的仪器。一般有实时分析法、非实时分析法两种实现方法。 实时分析法 　实时分析法又包括： 并行滤波式〔模拟〕 FFT分析法〔数字〕;并行滤波式;带通滤波器的性能指标〔一〕;带通滤波器的性能指标〔二〕;带通滤波器的性能指标〔三〕;并行滤波器组处理 〔基于模拟滤波器或FFT－数字滤波〕;实时 (FFT) 分析仪方框图;非实时分析法 在任意瞬间只有一个频率成分能被测量，无法得到相位信息。适用于连续信号和周期信号的频谱测量。 扫频式分析：使分析滤波器的频率响应在频率轴上扫描。 差频式分析〔外差式分析〕：利用超外差接收机的原理，将频率可变的扫频信号与被分析信号进行差频，再对所得的固定频率信号进行测量分析，由此依次获得被测信号不同频率成分的幅度信息。这是频谱仪最常采用的方法。 　　　　　　　 　　　　　　　　扫频外差方式;　　　现代频谱仪将外差式扫描频谱分析技术与FFT数字信号处理技术相结合，兼有两种技术的优点：前端仍采用传统的外差式结构，而在中频处理局部采用数字结构，中频信号由ADC量化，FFT那么由通用微处理器或专用数字逻辑实现。这种方案充分利用了外差式频谱仪的频率范围和FFT优秀的频率分辨率，使得在很高的频率上进行极窄带宽的频谱分析成为可能，整机性能大大提高。;;外差式频谱仪; 外差式频谱仪的频率变换原理与超外差式收音机相同：利用无线电接收机中普遍使用的自动调谐方式，通过改变扫频本振的频率来捕获待测信号的不同频率分量。也称扫频外差式频谱仪。扫频外差式方案是实施频谱分析的传统途径，在高频段占据优势地位。 ;外差式频谱仪的组成;输 入 通 道〔一〕;输入通道〔二〕;输入通道〔二〕;输入通道〔三〕; 高中频很难实现窄带带通滤波和性能良好的检波，需要进行多级变频〔混频〕处理。第一混频实现高中频频率变换，再由第二、三级甚至第四级混频将固定的中频逐渐降低。每级混频之后有相应的带???滤波器抑制高次谐波交调分量。;;中频信号预处理〔一〕;中频信号预处理〔二〕;Agilent ESA-E系列频谱分析仪原理图;Agilent PSA系列频谱分析仪原理框图;Agilent PSA系列频谱分析仪全数字中频局部原理框图;检 波 器〔一〕;检 波 器〔二〕;视频滤波器〔一〕;视频滤波器〔二〕;;踪迹处理〔一〕; 两种踪迹平均 线性加权踪迹平均： 　即算术平均，采用相同的加权系数，是一种最便捷的数据加权计算。;踪迹处理〔三〕;外差式频谱仪的主要性能指标; 频谱仪能正常工作的最大频率区间。现代频谱仪的频率范围通常可从低频段至射频段，甚至微波段。 下限频率由本振馈通所影响； 上限频率由本振扫描范围及中频频率决定 毫米波段的输入频率可由谐波混频至较低的频段来进行处理。 ;频率指标〔一〕;频率指标〔二〕;数字滤波器;RBW(2);;;　　显示的噪声基底与RBW成正比，更窄的RBW意味着更高的灵敏度！;频率指标〔三〕;频率指标〔四〕;频率指标〔五〕;;幅度指标〔一〕;幅度指标〔二〕;本底噪声〔Noise Floor〕/灵敏度 　　本底噪声来自频谱仪内部的热噪声，也叫噪底，是系统固有噪声，也是频谱仪灵敏度的量度。本底噪声会导致输入信号信噪比下降，它在频谱图中表现为接近显示器底部的噪声基线，常以dBm为单位。 　　 　　频谱仪在特定的分辨率带宽下，或归一化到1Hz带宽时的本底噪声，常以dBm为单位。灵敏度指标描述了频谱仪在没有输入信号时因内部噪声而产生的读数，常用最小可测的信号幅度来代表，数值上等于显示平均噪声电平〔DANL〕。;幅度指标〔四〕;本振馈通;参数之间的相互关系〔一〕;扫描速度太快的代价;参数之间的相互关系〔二〕;参数之间的相互关系〔三〕;VBW/RBW分别为3:1,1:10,1:100时的平滑效果;参数之间的相互关系〔四〕;参数之间的相互关系〔五〕;频谱分析的操作;;;;超过限制功率或含有直流成份的信号是十分危险的！！！;典型频谱分析仪的显示;使用频谱分析仪进行测量;相位噪声测量 脉冲信号测量 信道和邻道功率测量;相位噪声测量;显示出该信号的频谱，找出信号的中心频率的功率幅度； 适中选择扫频宽度，使能显现出所需宽度的两个或一个噪声边带； 分辨带宽的视频带宽宜尽量取小，以减小载波谱线宽度和边带中噪声的高度而又不感到载波谱线有明显晃动； 纵轴采用对数刻度并调参考电平将谱线顶端调到刻度的顶部基线。 ;利用可移动的光标读出谱线顶端电平C〔dBm〕和一个边带中指定偏移频率 fm处噪声的平均高度的电平N〔dBm〕 求出其差值〔N-C〕dB； 再加上必要的修正