频谱剖析仪(以下称频谱仪)是射频范畴进行信号测验剖析的根底仪器，协助射频工程师完结信号频率与功率的丈量。频谱仪开展至今，衍生出如:超外差式频谱仪，信号剖析仪，实时频谱仪等多种称号，尽管叫法不同，但主要功用都仍是进行射频/微波信号的丈量，只是在处理/剖析信号及扩展性上各有偏重。跟着各仪器厂家技能的前进，频谱仪的精度越来越高，剖析功用越来越多，价格也越来越高，关于广阔中小企业而言，频谱仪的投入往往是一件大事，那么，是否有一种或许挑选到性价比高的产品的一起也兼顾到信号丈量的精度呢?今日咱们就来谈谈如安在运用频谱仪丈量时进行必要的优化。
1.优化低电平丈量的灵敏度
频谱仪对低电平信号的丈量才能受限于频谱仪的内部噪声。频谱仪内部混频器及各级扩大器会发生噪声，经过检波器会反映为显现均匀噪声电平(DANL)。当咱们丈量小信号的时分，信号起伏会挨近频谱仪内部噪声，被测信号信噪比越低，带来的丈量误差也就越大。
合理进行参数设置能够改进本底噪声，如图1显现了一个被频谱仪DANL吞没的信号，为了正确丈量这一低功率信号，有必要经过最小化输入衰减，减小分辨率带宽(RBW)，和敞开前置扩大器这些办法来下降频谱仪的DANL，然后让小信号凸显出来。
图1
首要，频谱仪的输入衰减器的设置会改动DANL，输入衰减器用来维护频谱仪的内部电路不被大功率信号烧坏，输入衰减器增大能够减小抵达输入混频器的信号功率。因为频谱仪的噪声发生在输入衰减器之后，大的输入衰减设置会减小信噪比，在大都情况下，输入衰减器的设置处于主动（AUTO）状况，即频谱仪主动设置（如DSA800E系列为10 dB），但在某些测验小功率信号的情况下，需求更小的输入衰减器设置来下降频谱仪的本底噪声，此刻应把衰减器设置为0 dB。
混频器输出后的扩大器会扩大被衰减的信号，除了扩大输入信号外，噪声也相同被扩大，然后形成频谱仪的DANL上升。然后信号经过RBW中频滤波器，所以减小RBW能够使较低的噪声能量抵达频谱仪的检波器，能够下降频谱仪的DANL。
图2中的比如显现出跟着频谱仪设置的不同，DANL逐渐下降。
图2
当需求进一步进步丈量灵敏度时，应该运用具有低噪声和高增益的前置扩大器。现在频谱仪一般都具有内部的前置扩大器（预放），能够改进信噪比20dB左右（如DSA800系列为17dB）。这对一些小信号的丈量（如杂散信号丈量，-110 dBm以下信号功率丈量）对错常有用的。频谱仪内部的预放默许状况是封闭的，运用时需求手动翻开。一起翻开预放时要留意此刻的输入信号电平，防止损坏预放。
当进行杂散信号丈量时，要求杂散信号应低于某个限值，DSA800E系列频谱仪能够供给一个模板断定功用，如图3所示，该功用把测得的轨道数据与一组起伏和频率限值线相比较。假如被测信号落在限值线内，屏幕显现PASS，假如信号超出限值线，屏幕显现FAIL。该功用相同能够用于EMI预测验方向。
图3
2.辨认内部失真成分
在进行谐波，杂散等项目测验时，需求对输入信号载波之外的失真成分进行丈量剖析。但需求留意的是，有时输入信号较大而且输入衰减设置不行时，会形成频谱仪内部发生失真。这时，失真成分会对丈量成果形成影响，乃至会将失真产品误判为被测信号。怎么判别失真是频谱仪内部发生的仍是被测信号自身的失真？运用频谱仪的输入衰减器就能够简略的作出断定。
图4的为某信号的二次谐波，首要把频谱仪的输入衰减设为0 dB，然后敞开第二条轨道，将输入衰减设为10 dB，此刻调查频谱仪显现的丈量轨道是否有改变，假如没有（如图5），则内部发生的失真对丈量没有影响，假如轨道发生了改变，则阐明频谱仪的混频器发生了内部失真。此办法也能够有用的辨别伪信号。
图4
图5
3.挑选适宜的检波方法
现代频谱仪选用数字信号处理技能，在混频，滤波后对信号作数字化处理，如图6，频谱仪显现的频谱为离散测验点的组合，离散点测验取值的方法取决于不同的检波方法。不同性质信号功率的测验成果与检波器的挑选有关。
频谱仪运用迹线将扫描的信号显现在屏幕上。关于迹线上的每一点，频谱仪总是捕获一个特定时刻距离内的悉数数据。然后，运用当时选中类型的检波器对捕获的数据进行处理（取峰值、均匀值等），将处理后的数据显现在屏幕上（一个点）。
图6
挑选什么样的检波方法将直接影响到终究的丈量成果。不同厂家的频谱仪的检波方法或许称号不完全相同，下面以RIGOL公司的DSA800为例进行介绍：
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正峰值：关于迹线上的每一个点，正峰值检波显现对应时刻距离内的采样数据中的最大值。适用于CW信号及信号查找测验。
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负峰值：关于迹线上的每一个点，负峰值检波显现对应时刻距离内的采样数据中的最小值。适用于小信号测验。
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抽样检波：关于迹线上的每一个点，抽样检波显现对应时刻距离中心时刻点对应的瞬态电平。适用于噪声或相似噪声信号测验。
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规范检波：规范检波（也称正态检波或rosenfell检波）顺次选取采样数据段中的最大值和最小值显现，即关于迹线上每一个奇数号点，显现采样数据的最大值，关于迹线上每一个偶数号点，显现采样数据的最小值。运用规范检波可直观地调查信号的起伏改变规模。适用于正弦和噪声成分的信号剖析。
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有用值均匀：关于每一个数据点，检波器对相应时刻距离内的采样数据做均方根核算。有用值均匀检波能够按捺噪声，调查弱信号。
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电压均匀：关于每一个数据点，检波器对相应时刻距离内的采样数据做算术均匀。电压均匀处理后转化为功率，适用于脉冲信号上升/下降时刻丈量。
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准峰值（DSA800选件）：准峰值检波是峰值检波的一种加权方式。关于每一个数据点，检波器在对应时刻距离内检测峰值，运用带有特定的充电、放电结构的电路和由CISPR Publication 16规范中规则的显现时刻常数做为权值对已检测的峰值进行加权处理，显现加权成果。特别适用于EMI测验。
