频谱剖析仪关于射频工程师来说是必不可少的测验东西,广泛运用于无线电技能的各个范畴,自己结业后一向从事研讨的范畴为微波与天线丈量技能、弱小信号监测、EMC/EMI丈量等。射频丈量离不开频谱剖析仪,故同频谱剖析仪结下了不解之缘,因而,在这里我要点谈一下“射频万用表”– 频谱剖析仪。
频谱剖析仪广泛运用于无线电技能的各个范畴,例如:电子对抗、卫星通讯、移动通讯、散射通讯、雷达、遥控遥测、侦查搅扰、射电地理、卫星导航、航空航天和频谱监测等范畴。频谱剖析仪对各种类型的信号进行丈量和剖析时,可丈量信号的不同特性。例如:信号的传输和反射特性丈量、谐波失真丈量、三阶交调丈量、鼓励呼应测验、载噪比测验、信道功率丈量、相位噪声丈量、卫星频谱丈量、互调丈量和电磁搅扰丈量等等。所以说在电子丈量范畴中,把频谱剖析仪称为频域中的“射频万用表”一点也不过火。
运用频谱剖析仪应留意的问题
频谱剖析仪的运用十分广泛,那么在实际运用频谱剖析仪应留意什么问题呢?
a) 频谱剖析仪的校准:频谱剖析仪一般都有固定起伏和频率的校准器,运用频谱剖析仪丈量信号特别肯定信号电平丈量时,需要对频谱剖析仪进行校准,以确保信号丈量精度;别的,经过校准信号的丈量,能够查看频谱剖析仪是否有问题。
b) 射频输入信号电平小于频谱剖析仪答应的安全电平:在频谱剖析仪输入端接入射频信号之间,必定要对输入信号电平进行正确预算,防止频谱剖析仪射频输入大于频谱剖析仪答应的安全电平,不然将会焚毁频谱剖析仪输入衰减器和混频器。特别是在高功率信号丈量中,要分外当心翼翼。例如用频谱剖析仪丈量1W以上高功率放大器时,千万记住在频谱剖析仪输入端接衰减器,以使频谱剖析仪的射频输入信号小于频谱剖析仪答应的安全电平。
c) 确认频谱剖析仪是否答应直流信号输入:现在,大多数频谱剖析仪不答应直流信号输入,因而千万留意丈量信号是否包括直接成分。特别是在某些体系中,射频信号和直流信号用同一根电缆传输,此刻要特别当心,信号接入频谱剖析仪射频输入端口之前,必定在频谱剖析仪输入端接隔直流器,避免损坏仪器。例如在许多卫星通讯体系,低噪声放大器的直流加电线和射频信号传输选用同一根电缆,丈量这样射频信号时,
特别留意别忘了在频谱剖析仪射频输入接隔直流器,维护频谱剖析仪的射频输入电路。
d) 低电平信号丈量:众所周之,频谱剖析仪的灵敏度是指在特定带宽下,频谱剖析仪丈量小信号的才能。因而,在丈量低电平信号时,特别是丈量信号挨近频谱剖析仪本底噪声时,应减小频谱剖析仪的射频衰减和分辩带宽,进步频谱剖析仪的灵敏度,进步低电平信号的丈量精度。别的削减视频带宽和选用视频均匀技能,尽管不影响频谱剖析仪的灵敏度,但能够改进小信号丈量精度。
e) 合理设置频谱剖析仪参数:在测验射频信号时,合理设置频谱剖析仪的分辩带宽、扫频带宽、视频带宽和扫描时间等,确保频谱剖析仪CRT不呈现丈量禁绝的信号提示。当频谱剖析仪CRT呈现丈量禁绝信息,此刻丈量无法确保丈量精度。
现代频谱剖析仪的开展趋势
跟着信号处理技能、DSP技能和计算机技能的不断开展,促进了频谱剖析仪的快速开展。现在频谱剖析仪都完成了高分辩率、大的动态规模、高灵敏度、CRT数字显现、甚至数字贮存和高可靠性的方向开展。现代计算机技能和数字信号处理技能(DSP)在频谱剖析仪中运用,成为现代频谱剖析仪的开展趋势。国外频谱剖析仪技能开展迅速,如美国的Agilent公司、Tektronix公司、德国R&S公司和日本的ANRITSU公司等都不断地推出高性能的频谱剖析仪,而且以频谱剖析仪为根底,不断扩展其功用。未来的频谱剖析仪的开展方向是:
a) 向更宽频带、高灵敏度、高分辩率和大动态规模方向开展
现代频谱剖析仪的频率规模更宽,灵敏度更高,分辩率高、动态规模大,丈量精度高,丈量速度更快,更易于完成丈量进程的自动化,易于完成仪器的小型化。如具有代表性的产品是美国Agilent公司的8565EC频谱剖析仪,其频率规模为9KHz~50GHz,分辩率带宽1Hz~2MHz,最佳灵敏度可达-147dBm,噪声边带为-113dBc/Hz(10KHz频偏),一起肩有向更高频率扩展、相位噪声和数字无线电测验功用,运用十分灵敏便利。
b) 向宽带高速实时方向开展
实时频谱剖析能够对信号进行实时测验,能够在时域、频域、调制域和码域等多域内,一起对信号的目标进行全景式的调查、监测和剖析,专用的信号剖析软件能够杂乱的丈量使命,是现代通讯剖析仪的开展趋势。
实时频谱剖析仪能够在一台外表中一起取得宽带矢量信号剖析仪和频谱剖析仪的功用,并具有独有的触发-捕获-剖析才能。典型的代表产品是美国Tektronix公司的3086实时频谱剖析仪,能够一次收集整块频谱、接连剖析全帧信号,一起具有多种灵敏的触发方法,对猝发信号、瞬变信号和时控信号的剖析丈量十分便利。