现代电子测量-频谱分析仪课件.ppt

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1、现代电子测量频域测量频域测量频域测量的仪器主要用于测量信号的频谱、功率谱、相位噪声功率谱等参数，典型的仪器有频谱分析仪、信号分析仪等。频域测量频谱分析仪频谱分析仪频谱测量的概念以频谱形式显示出所测信号分解的每个正弦波的幅度随频率变化的情况就是频域测量。频谱分析仪频谱分析仪的用途信号的频谱分析；信号的基本参数测量；频率稳定度的测试；配接天线后用作场强仪，用于EMC测量；网络测量；频谱分析仪频谱分析仪的用途低频频谱分析仪广泛应用于声频、振动与冲击、机械工程、建筑、医学等领域；以FFT为核心的频谱仪能提供包括相位谱在内的各种频谱，可

2、用于信号的时域、领域、幅值域的各种分析；多通道的FFT分析仪可对系统的输人输出信号或其它多个测量点信号作同相位的数据采集和分析计算；频谱分析仪频谱分析仪的发展早期的频谱分析仪只是一个具有几个档级滤波器式的频谱监视器；现代高频频谱仪已变为扫第一本振，扫频宽度大大提高，称为全景频谱分析仪。80年代出现了模块化频谱分析仪，有些机型还具有EMC、CATV、GSM900的测量功能；在低频端还有实时频谱分析仪一大类，而且全面走向了数字化。频谱分析仪频谱分析仪的种类模拟式、数字式、模拟数字混合式；实时型、非实时型；恒带宽分析、恒百分比带宽分

3、析；单通道型、多通道型；高频、低频。频谱分析仪实时频谱分析仪和非实时频谱分析仪所谓实时分析，是指在长度为T的时间内完成了频率分辨率达到1／THz的谱分析；频谱分析仪恒带宽分析与恒百分比带宽分析恒带宽分析为线性频率刻度，适用于周期信号的分析和波形失真分析；恒百分比带宽分析所得频谱的频率轴采用对数刻度，具有较宽的频率覆盖，能兼顾低频与高频频段的频率分辨率，适用于噪声类随机信号的连续形式的谱密度分析。频谱分析仪恒带宽分析与恒百分比带宽分析频谱分析仪频谱分析仪的工作原理目前微波或高频频谱分析仪普遍采用的是扫频超外差的测试原理,简化原理

4、框图如右图所示频谱分析仪频谱分析仪的工作原理频谱分析的过程如右图所示频谱分析仪频谱分析仪的工作原理包络检波器：频谱仪显示的是经包络检波器后的视频信号，检波器应跟随IF信号的包络而变化，而不是随IF正弦波本身的瞬时值而变。频谱分析仪频谱分析仪的工作原理如果在IF滤波器带宽内的是一个调幅波信号所有谱线，则在频谱仪的显示器上将显示出该调幅波的包络。即频谱分析仪有时域功能可用，此时扫频宽度设置成零扫。频谱分析仪频谱分析仪的工作原理采用数字中频的技术的频谱分析仪频谱分析仪频谱分析仪的工作原理采用多级混频的频谱分析仪频谱分析仪频谱分析仪的

5、显示样式频谱分析仪频谱分析仪的频率分辨率频率分辨率是频谱分析仪区分两个相邻输入正弦信号的能力。影响频谱仪频率分辨率的因素有中频滤波器带宽、本振的剩余调频和本振的相位噪声，中频滤波器带宽是起主要作用的因素。频谱分析仪频谱分析仪的频率分辨率如果某个混频信扫频通过IF，则带通滤波器的特性曲线就会被描绘到显示屏上。若两个信号的频率非常接近，则它们所生成的特性曲线就会形成一个响应峰，就像一个响应一样，这时就不能将两个信号区分开了。频谱分析仪频谱分析仪的频率分辨率中频滤波器的参数中频滤波器的参数主要有：半功率带宽及有效噪声宽波形因子频谱分

6、析仪频谱分析仪的频率分辨率滤波器的半功率带宽及有效噪声带宽半功率带宽即为3dB带宽；当理想的矩形滤波器在矩形曲线下的面积与实际滤波器特性曲线下的面积相等时，矩形的宽度即为实际滤波器有效噪声带宽；常用3dB带宽来代替有效噪声带宽。频谱分析仪频谱分析仪的频率分辨率滤波器的半功率带宽及有效噪声带宽滤波器的带宽反映了它能区分两个同样幅值的不同频率信号的能力；当两个频率间隔等于滤波器带宽的等幅信号同时输人频谱仪时，频谱仪“正好”能将它们分开，谱图上出现两个峰，峰谷点之间差3dB频谱分析仪频谱分析仪的频率分辨率滤波器的波形因子波形因于定义

7、为滤波器特性曲线两侧衰减达60dB的带宽B60与3dB带宽B3之比；模拟滤波器的波形因子一般为15:1，数字滤波器的波形因子可以做到5:1频谱分析仪频谱分析仪的频率分辨率滤波器的选择性带宽能反映相差60dB的两个信号f1与f2之间的最小频率间隔即为滤波器的选择性带宽；滤波器的波形因子指标反映了频谱仪能区分幅度相差很大的(60dB)两个频率分量的能力。频谱分析仪频谱分析仪的频率分辨率本振剩余调频频谱仪LO的稳定性也是影响频谱分析仪的分辨率的一个因素；在频谱分析仪上所看到的最小分辨带宽，在一定程度上是由LO的稳定性决定的。频谱分析

8、仪频谱分析仪的频率分辨率本振相位噪声LO的相位噪声调制边带也会在显示器上任何谱分量的两边出现；显示的谱分量与相位噪声的幅度之差是LO稳定性的函数，LO越稳定，相位噪声就越低。该幅度之差还和分辨带宽有关，分辨带宽缩小10倍，则相位噪声电平减少10dB。频谱分析仪频谱分析仪的频率