OpenVINOTM,给你看得见的未来!>>
电子产品世界 » 论坛首页 » 综合技术 » 测试测量 » 好的频谱仪都“长得帅”?读懂频谱仪核心指标

共2条 1/1 1 跳转至

好的频谱仪都“长得帅”?读懂频谱仪核心指标

菜鸟
2020-05-07 17:39:38    评分

        频谱分析仪是通过频谱特征研究信号质量的仪器,常用于测量信号频率、功率、信号失真度、调制度和交调失真等信号参数的测量。它又可称为频域示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。相对于时域的示波器是仪器界的“物理一哥”,频谱仪更像仪器界的“化学一哥”,它能够透过信号变化的表象,观察出信号的频域本质,在无线通信领域广泛应用。

        选择一款“心仪”的频谱仪,除了频谱范围、分辨率带宽这些基本参数,还有一些“性能参数”散发着频谱仪那优质的“荷尔蒙气息”。今天就给大家简单介绍一下,频谱仪那些“性能指标”更深的含义。

相位噪声Phase noise

        相位噪声是关系到频谱仪本振稳定度的关键指标,直接作用于输出信号的质量三要素——频率、幅度、相位。噪声过大,影响则表现在频谱仪的分辨率RBW做不小,测量信号功率的动态范围窄,而当进行信号****的带内和邻道测试时,“相噪”大会影响测试结果。

        怎么理解“相位噪声”呢?就好比公交车站发车,由于道路堵塞影响,原本固定频率的发车被打乱,在远处站点等待的乘客就会晚点。

频谱仪的相位噪声就是类似描述信号频率稳定度的一个指标,如果由于噪声的影响,偏离中心频率很远处也应该有该信号的功率,正如延误1小时以上的公交一样;偏离中心频率很远处的信号叫做边带信号,边带信号可能被挤到相邻的频率中去,正如延误的公交班次可能挤占后来的班次,从而使固定频率发车变得混乱。这个边带信号就叫做噪声。

        如何描述相位噪声大小呢?偏移中心频率10kHz(一般是右边带)处,在1Hz带宽内的功率与总功率之比,单位是dBc/Hz,c指相对载波carrier,噪声信号的dB值。

显示平均噪声电平DANL

        显示平均噪声电平可以理解为频谱仪固有热噪声的衡量指标。固有热噪声会导致信号信噪比恶化。因此,DANL决定了频谱仪最小可检测到的信号电平。

        就像在海面观察一只潜水艇一样,当潜水艇沉入海平面,就无法看到和测量它的任何特征了。

        仪表显示的噪声对应包络检波器拾取的噪声电压,相应的噪声功率由接收噪声带宽内,对噪声密度积分而得到,因此当设置不同分辨率带宽时,显示的噪声电平也不同。

        仪表指标写的DANL值是在特定温度下特定分辨率带宽RBW和衰减ATT下给出的,所以在实际测量中,可以根据测量需要调整RBW和衰减值,获得合适的DANL。由于显示平均电平这一指标决定了频谱仪的最小可检测电平,当我们分析信噪比和小信号时,尤需注意。

电平测量不确定度

        使用频谱仪测量电平时,会有多个因素引起测量误差,比如:绝对电平误差、频率响应、线性误差或显示非线性、衰减器误差、IF中频增益误差或参考电平设置误差以及RBW转换误差。因此电平测量不确定度体现了这些误差的综合,给出测量结果和真实信号电平误差范围。就像一只木桶装水,如果任何一处的木板较低,那么最终木桶的盛水就被拉低。

        从电平测量不确定度也可以看出频谱仪器件的稳定性,不确定度越低,设计用的器件稳定性越高。

实时分析带宽

        实时分析带宽是指频谱仪FFT频谱分析一次分析的频谱宽度。在军用的跳频电台、雷达、RFID、蓝牙等信号测试中,通过FFT分析频谱,比扫描式频谱仪更快,在现代无线通信占用带宽更大、调制更复杂的发展中应用越来越多。

        传统的超外差式频谱仪在给定频率范围内,进行逐点频率下变频至中频进行信号检测,再将信号拼接显示,频谱迹线左端到右端的测量结果不是同一时刻得到的,而且由于处理速度匹配问题,频谱仪需要像未完全燃烧的汽车发动机,需要抛掉一部分吸入的汽油分子,此时相当于漏掉部分采集信号。

        实时频谱仪就不存在这样的问题,FFT频谱分析最高输入频率取决于采样率,分辨率取决于采样点数。选择一款高的实时分析带宽频谱仪,在解析调制信号时游刃有余,避免扫描式频谱仪产生的测试盲区,可以完整实时的对信号频谱信息进行分析。

国产频谱仪在很多性能指标已经不输于进口品牌,比如普源RSA5000系列的频谱仪,拥有-108dBc/Hz的低相位噪声,显示平均电平以及频率范围指标优于同级别多家进口品牌。





关键词: 频谱仪      电平 相位噪声      测量    

工程师
2020-05-07 21:51:39    评分
2楼

有趣


共2条 1/1 1 跳转至

回复

匿名不能发帖!请先 [ 登陆 注册 ]