中心議題：

• 頻譜儀的電平刻度的轉換和阻抗匹配問題
• 頻譜分析儀防過載
• 選擇合適的中頻帶寬測試

解決方案：

• 采用中頻替代法
• 輸入衰減器不宜放在0dB的位置

頻譜分析儀是一種應用廣泛的信號分析儀器。它可用來測量信號的頻率、電平
、波形失真
、噪聲電平、頻譜特性等

，加上標準天線還可用來測量場強。它的主要特點是：能寬頻帶連續掃描，並將測得的信號在CRT屏上直觀地顯示出來。在整個頻段內，電平顯示範圍大於70dB

，zaiwuxiandiandianboceliangzhongkeyihenfangbiandikanchupinpuzhanyonghexinhaohuodongqingkuang
，suoyizaihenduochanghe
，pinpuyizhengzaitidaichangqiangyichengweidianboceliangzhongyizhongxindebeiguangfanyingyongdeyiqi。danbijingerzheshejishangyouchayi，yincishiyongcezhongmianyingyousuoyoutong
，fouzejianghuidailaihendadeceliangwucha。

一
、電平刻度的轉換和阻抗匹配問題

通常，頻譜儀的顯示刻度單位是dBm，而在場強測量和有關電波傳播問題討論中，習慣采用dBμv/mweidanwei，yincishouxianjiuyouyigedanweizhuanhuanwenti。shijishangchangqiangceliangjiushibiaozhuntianxianduanganyingdianyadeceliang，yincizhiyaojiangpinpuyidedushuhuansuanchengdianyadanwei
，jiashangtianxiandetianxianxishujikeqiudedaicechangqiang。

頻譜儀的單位換算係數隨其輸入阻抗的不同而不同，對於50Ω係統

，

VdBuV=PdBm+107dB而對於75Ω係統
，則VdBuV=PdBm+108.8dB

xiandaipinpuyiduocaiyongweijichuli，xianshikedukeyizidongzhuanhuan。zaishijiceliangzhongyaotebiezhuyitianxianzukangyuceshixitongdepipeiwenti，bimianchanshengshipeiwucha。youyupinpuyizaishiyongzhongshijinxingkuandaisaomiao，suoyisuoyongtianxianyaoqiuyedoushikuandaitianxian，erkuandaitianxiandeVSWR一般都較大，如果與頻譜儀聯接的不是匹配天線，則要對所用天線的天線係數重新校對。

在實際測量中，輸入衰減器不宜放在0dB的位置，如果衰減器置0
，輸入信號直接接到混頻器上，則阻抗特性變差，造成較大的失配誤差。

二
、防止頻譜分析儀過載

一般測試接收機的輸入端都有帶有調諧式高放電路

，以抑製帶外信號

，提高靈敏度。

而(er)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)由(you)於(yu)其(qi)寬(kuan)帶(dai)連(lian)續(xu)快(kuai)速(su)掃(sao)描(miao)的(de)特(te)性(xing)，輸(shu)入(ru)端(duan)一(yi)般(ban)都(dou)直(zhi)接(jie)接(jie)到(dao)第(di)一(yi)混(hun)頻(pin)器(qi)上(shang)。當(dang)信(xin)號(hao)電(dian)平(ping)較(jiao)高(gao)時(shi)，混(hun)頻(pin)器(qi)工(gong)作(zuo)在(zai)非(fei)線(xian)性(xing)變(bian)頻(pin)狀(zhuang)態(tai)，將(jiang)產(chan)生(sheng)高(gao)階(jie)互(hu)調(tiao)和(he)混(hun)頻(pin)增(zeng)益(yi)壓(ya)縮(suo)，而(er)且(qie)過(guo)高(gao)的(de)電(dian)平(ping)（一般大於5dBm）將燒壞混頻器
，故在使用中要合理地選擇射頻衰減器以確保線性工作狀態。

為(wei)使(shi)混(hun)頻(pin)器(qi)進(jin)行(xing)線(xian)性(xing)變(bian)頻(pin)，中(zhong)頻(pin)放(fang)大(da)器(qi)進(jin)行(xing)線(xian)性(xing)放(fang)大(da)，使(shi)示(shi)波(bo)屏(ping)上(shang)出(chu)現(xian)的(de)假(jia)響(xiang)應(ying)電(dian)平(ping)縮(suo)至(zhi)最(zui)小(xiao)，這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)加(jia)在(zai)混(hun)頻(pin)器(qi)上(shang)的(de)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)功(gong)率(lv)越(yue)小(xiao)越(yue)好(hao)；而為了擴大測量電平的動態範圍，則要求輸入功率越大越好。為此對輸入信號電平的選擇有如下三個規定：

（1）最(zui)佳(jia)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)電(dian)平(ping)在(zai)頻(pin)譜(pu)儀(yi)輸(shu)入(ru)混(hun)頻(pin)器(qi)上(shang)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)時(shi)，使(shi)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)失(shi)真(zhen)電(dian)平(ping)小(xiao)於(yu)某(mou)個(ge)規(gui)定(ding)電(dian)平(ping)時(shi)的(de)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)電(dian)平(ping)叫(jiao)最(zui)佳(jia)輸(shu)入(ru)電(dian)平(ping)。它(ta)隨(sui)混(hun)頻(pin)器(qi)的(de)構(gou)造(zao)不(bu)同(tong)而(er)有(you)所(suo)不(bu)同(tong)，通(tong)常(chang)頻(pin)譜(pu)儀(yi)的(de)最(zui)佳(jia)輸(shu)入(ru)電(dian)平(ping)是(shi)-30dBm。用這樣的電平輸入時
，規定頻譜儀產生的失真電平和假響應電平小於-90dBm，即在-30dBm到-90dBm間出現的信號是真正的信號，這時，顯示器的動態範圍有60dB。

（2）線性輸入信號電平，使輸入混頻器的特性保持線性的最大輸入信號電平叫線性輸入電平。所謂“線性”，是指允許輸入混頻器有1dB的增益壓縮。增益壓縮1dB,約產生12.2%的誤差。當加到混頻器的信號電平在線性輸入電平範圍內時，則增益壓壓縮小於1dB，這(zhe)並(bing)不(bu)意(yi)味(wei)著(zhe)在(zai)頻(pin)譜(pu)儀(yi)顯(xian)示(shi)器(qi)上(shang)不(bu)同(tong)生(sheng)失(shi)真(zhen)響(xiang)應(ying)和(he)假(jia)響(xiang)應(ying)。隻(zhi)有(you)當(dang)輸(shu)入(ru)到(dao)混(hun)頻(pin)器(qi)的(de)信(xin)號(hao)功(gong)率(lv)等(deng)於(yu)最(zui)佳(jia)輸(shu)入(ru)電(dian)平(ping)時(shi)
，在(zai)示(shi)波(bo)屏(ping)上(shang)才(cai)不(bu)出(chu)現(xian)假(jia)響(xiang)應(ying)。通(tong)常(chang)，頻(pin)譜(pu)儀(yi)的(de)線(xian)性(xing)輸(shu)入(ru)電(dian)平(ping)是(shi)-5dBm到-10dBm，視輸入混頻器的特性而定。

（3）zuidashurudianpingpinpuyishuruhuideshaohuidianpingjiaopinpuyidezuidashurudianping。tayoushurushuaijianqihehunpinqidetexingjueding。shuruhunpinqideshaohuidianpingdedianxingzhishi+10dBm，輸入衰減器的燒毀電平是+30dBm。
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zaishijiceliangzhong，weishiceliangbushizhen，huoshijiaxiangyingdianpingjianzhizuixiao

，yingjingchangshiyongzuijiashurudianping。jiushuruduanshidangedaxinhaoeryan。caiyongzuijiashurudianping，jianghuidedaojiaomanyideceliangjieguo。dandangshuruduancunzaiduogegaodianpingxinhaoshi，jishizhexiexinhaokenengzaipinpuyidegongzuopindaiwai，zhongyinshuruduanmeiyouxuanzexing，zhexiexinhaogonglvdediejiahenrongyishihunpinqiguozaichanshenggaojiejiaohutiaoshizhen
，congerchanshengjiaxiangying


，yinciyoubiyaoduisuocexinhaoyiwaidexinhaogonglvjiayishuaijian，zuihaodebanfashijiayigegenzong濾波器，即預選器，如美國HP公司和西德R/S公司都有為其頻譜儀配套的預選器。

有些頻譜分析儀沒有配套的預選器，但可根據測量頻段加固定的帶通濾波器。此時，用頻譜分析儀和跟蹤信號發生器對通帶內波動
、charusunhaozaixijinxingceliangbingyiyijiluxialai，zaiceliangchangqiangshijirudaotianxianxiaozhengxishuqu。ruguoliandaitonglvboqiyemeiyou，namekeanzhaosuocepinduanpeizhiheshidegaotonglvboqi。shijianzhengming，qiangdiantaijidianciganraodaduojizhongzaizhong
、短波及調頻波段、VHF低端
，在采用高通濾波器後，可把被測頻段以下的信號衰減40dB以上，這樣可大大減少互調
、交調失真。

檢驗混頻器是否工作在最佳狀態，可以采用射頻衰減器增加10dB，顯示減少10dB的方法驗證。通常，-30~-35dBm為混頻器的最佳工作狀態，即頻譜儀的最佳輸入電平為-30~-35dBm。最佳輸入電平的擇定為以後進一步的精確測量打下了良好基礎。

三、選擇合適的中頻帶寬

頻譜儀的中頻帶寬（又稱分辨率帶寬）很多，從1MHz到1kHz以下約有10檔左右。

但由於頻譜儀的連續掃描特性，它的濾波器是高斯型的矩形係數較大
，一般60dB：3dB帶寬為10:1。而測試接收機的中頻濾波器矩形係數較小，一般60dB:6dB帶寬為2:1（一般測試接收機為雙調諧回路
，且B3=0.8B6）。頻譜儀的噪聲係數較大，典型值為19dB，因此在頻帶寬相同的情況下，頻譜儀的噪聲電平比測試接收機高。

了解這些不同後，就可以根據實測情況及所測信號的特點
，選擇合適的中頻帶寬。如

果要測量間隔25KHz的兩相鄰信號，若它們的電平相差不大
，則用10KHz的中頻帶寬就可以區分兩信號。如果電平相差較大，則必須用3kHz或1kHz的de中zhong頻pin帶dai寬kuan才cai能neng區qu分fen兩liang信xin號hao。在zai選xuan擇ze中zhong頻pin帶dai寬kuan時shi
，還hai應ying注zhu意yi掃sao描miao時shi間jian
，太tai快kuai會hui使shi濾lv波bo器qi來lai不bu及ji響xiang應ying，導dao致zhi測ce量liang不bu準zhun。有you些xie頻pin譜pu儀yi有you自zi動dong調tiao節jie功gong能neng，特te別bie是shi現xian代dai較jiao先xian進jin的de它ta可ke將jiang掃sao描miao時shi間jian自zi動dong調tiao節jie到dao與yu掃sao描miao頻pin寬kuan、中頻帶寬相適應。若是手動調節的，應注意一旦中頻帶寬改變

，掃描時間也要相應地變化，以保證準確測量。

如(ru)果(guo)要(yao)測(ce)量(liang)較(jiao)弱(ruo)信(xin)號(hao)，就(jiu)要(yao)減(jian)小(xiao)中(zhong)頻(pin)帶(dai)寬(kuan)，使(shi)頻(pin)譜(pu)儀(yi)的(de)噪(zao)聲(sheng)電(dian)平(ping)低(di)於(yu)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)。頻(pin)譜(pu)儀(yi)一(yi)般(ban)給(gei)出(chu)最(zui)小(xiao)中(zhong)頻(pin)帶(dai)寬(kuan)以(yi)下(xia)的(de)平(ping)均(jun)噪(zao)聲(sheng)電(dian)平(ping)
，中(zhong)檔(dang)頻(pin)譜(pu)儀(yi)的(de)典(dian)型(xing)值(zhi)為(wei)-115dBm。為保證測量結果有效
，應使信噪比優於6dB，故它可測量的最小電平為-109dBm即-2dBμV。實際上可測的最小電平還受到頻譜儀雜散響應指標的影響
，而且當被測信號小於1μV時，通過機殼、電源線等引入幹擾會使測量結果不可靠。

四、怎樣保證測量精度

測試接收機都裝有標準脈衝振蕩器，以便在測量狀態，如頻率、衰減器、中頻帶寬改變時隨時可進行校準。其測量精度主要由標準振蕩器的準確度及輸入失配誤差來決定，一般為±2dB。

頻譜儀係采用固定頻率的標準信號進行校準
，當測量頻率不同時就會產生誤差。同時，射頻衰減器參考電平
、中頻帶寬、顯示刻度等的改變都會產生誤差。對於現代頻譜儀這些誤差一般為：

校準信號絕對誤差±0.3dB

頻率響應（包括輸入失配）±0.5~2dB

射頻衰減器改變1~2dB

參考電平改變0.5dB

中頻帶寬改變0.5~1dB

顯示刻度改變1dB

CRT顯示非線性誤差1~2dB

粗看起來，這些誤差相加超過4.5dB，

但dan實shi際ji上shang與yu測ce量liang方fang法fa有you很hen大da關guan係xi。測ce量liang時shi，如ru能neng保bao持chi與yu校xiao準zhun時shi的de儀yi器qi設she置zhi狀zhuang態tai一yi樣yang，就jiu可ke使shi誤wu差cha減jian至zhi最zui小xiao。一yi般ban是shi采cai用yong中zhong頻pin替ti代dai法fa
，即ji在zai不bu改gai變bian中zhong頻pin帶dai寬kuan及ji顯xian示shi刻ke度du的de情qing況kuang下xia，通tong過guo改gai變bian參can考kao電dian平ping。使shi校xiao準zhun信xin號hao電dian平ping與yu被bei測ce信xin號hao電dian平ping等deng於yu相xiang應ying的de參can考kao電dian平ping時shi，則ze被bei測ce信xin號hao電dian平ping值zhi等deng於yu校xiao準zhun信xin號hao電dian平ping值zhi加jia上shang參can考kao電dian平ping的de改gai變bian量liang。值zhi得de注zhu意yi的de是shi，測ce量liang時shi保bao持chi信xin噪zao比bi大da於yu12dB，這種測量的誤差僅取決於整個誤差的前四項可達到±2dB。