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本人从事射频系统测试有一段时间了,经过工程测试实践,总结了一下频谱仪的使用。频谱仪可以用来测量和显示被测信号得频率和幅值,可以将复杂信号分离或解调为频率和幅值不同的正弦波。下图为常见的频谱仪分析仪。
▲图1Agilent频谱仪
▲图2R&S频谱仪
▲图3中国电子科技集团公司第四十一研究所的频谱仪
▲图4手持频谱仪
一、介绍频谱仪前,先介绍几个概念:
1频谱
频谱是频率谱密度的简称,是频率的分布曲线。复杂振荡分解为振幅不同和频率不同的谐振荡,这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫做频谱。
▲图5频谱图
二、频谱仪的分类。
一般分为FFT(快速傅里叶变化)和扫频式频谱仪。其中FFT式频谱仪适合窄分析带宽,快速测量场合,扫频式频谱仪适合宽频带分析场合。常用的为扫频式频谱仪,下面主要介绍扫频式频谱仪的原理图,下图6位扫频式频谱仪的原理图。
▲图6频谱仪内部原理图
1.输入衰减器
信号进入频谱仪后,先经过一个输入衰减器,作用为防止大信号进入混频器,造成混频器过载,增益压缩,畸变。衰减器雨后面的中频放大器是互动的,中频放大器补偿前面的衰减值,保证信号大小不变。
2.低通滤波器
低通滤波器决定了频谱仪的分析能力,频谱仪上标注的频率范围就是由此滤波器决定。
3.混频器
混频器,通过本振(LO)将输入信号下变频到中频。
▲图7混频器原理
4.中频滤波器
中频滤波器即频谱仪面板上设置的RBW,是可调的,调节RBW会影响频率选择性,信噪比和测试速度。
▲图8不同RBW的信号频谱图
5.包络检波器
将中频信号转换为基带信号或者视频信号。有正向检波(显示最大值),负向检波(显示最小值),采样检波(显示中值)。
6.视频滤波器
一般为一低通滤波器,此滤波器主要是为了减少噪声的峰峰值变化,测试小信号时会用到。
综上,在仪器不全,或者外出设备维修时,一个手持频谱仪可以测试很多功能,很好的解决调试,测试问题,给射频工程师带来很多便利。
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