• 頻譜分析儀的種類與應用
• 頻譜分析儀的性能指標與操作要點
•  頻譜分析儀的使用方法
• 頻譜分析儀的實用技巧
• 頻譜分析儀常見問題Q/A

以下是掃頻式頻率分析儀基本性能指標的影響因素及相應的操作要點：

 

掃頻式頻率分析儀分析頻率範圍由本振範圍決定；

 

掃頻式頻率分析儀頻率分辨率與中頻率濾波器和本振有關；

測試中可通過減小RBW來提高頻率分析分辨率

 

掃頻式頻率分析儀分析靈敏度與中頻率濾波器、衰減器設值、視頻濾波器和本振有關。其中頻譜儀內部混頻器及各級放大器會產生噪聲，通過檢波器會反映為顯示白噪聲電平(DANL)。而頻譜儀噪聲會影響被測信號功率測試：頻譜儀顯示信號=輸入信號+內部噪聲。衰減器設值大

，噪聲電平高。噪聲電平隨RBW按10㏒規律變化。測試中可通過減小RBW；VBW
，衰減器設值和前置放大來提高分析靈敏度

 

saopinshipinlvfenxiyifenxineibushizhenyuhunpinqigongzuodianping，zhongpinfangdaqixingnengyouguan。gejiefeixianxingshizhenbianhuaguilvweigaojieshizhenxinhaofudubijiboxinhaobianhuasudukuai。youyuhunpinqigongzuodianping= 輸入信號電平- 衰減器設值
，為減小頻譜分析儀內部失真
，混頻器應工作在盡量低電平

，應加大衰減器設值。衰減器設值小時，頻譜儀內部失真大、噪聲電平低；衰減器設值大時
，頻譜儀內部失真小

、噪聲電平高。

 

掃頻式頻率分析儀衰減器設置在靈敏度指標和內部失真指標間折。通過改變衰減器設置可判斷頻譜分析儀測試結果的真實性。

 

掃頻式頻譜儀測量功率結果與其檢波方式和平均方式有關。頻譜儀檢波方式有Peak
、Negative Peak、Sample
、Averaging Detectors。

 

Peak檢波方式： 適合CW 信號及信號搜索測試

Sample檢波方式：適合於噪聲信號測試

Neg Peak檢波方式：適合於小信號測試

Averaging Detectors：適合於ACPR及通道功率指標測試

RMS檢波方式：適合於對類噪聲信號（CDMA）總功率測量

 

其中Averaging Detectors功率測量顯示由多個包絡電平值的平均得到，Averaging Detectors可減少顯示信號的抖動
，掃描速度越高，平均效果越明顯。

 

平均方式包括Log,、Lin
、Power。Log平均（窄VBW、trace平均）適合於低電平CW信號測試
；電壓平均適合於脈衝信號上升下降時間測量
；功率平均適合於信號平均功率測量。

 

根據頻譜分析儀的各項性能指標
，可對模擬調製信號和數字調製信號進行分析。下麵是頻譜分析儀的相關使用指導。

頻譜分析儀的使用

 

對於測量的可測與不可測與否
，完全取決於頻譜分析儀的設定。這包括了對衰減器、頻率範圍與解析度頻寬的設置。頻譜分析儀的設定包括頻率範圍
、解析度和動態範圍，動態範圍又涉及最大輸入功率即燒毀功率，增益壓縮使小於1W的輸入信號一旦超過線性工作區域便會出現誤差。此外靈敏度也是考慮頻譜分析儀對輸入信號可測與否的關鍵。

參can數shu頻pin率lv範fan圍wei要yao從cong兩liang個ge方fang麵mian觀guan察cha，一yi是shi頻pin率lv範fan圍wei的de設she定ding是shi否fou夠gou窄zhai，以yi具ju有you足zu夠gou的de頻pin率lv分fen辨bian能neng力li，也ye就jiu是shi夠gou窄zhai的de掃sao頻pin寬kuan度du。二er是shi頻pin率lv範fan圍wei是shi否fou有you足zu夠gou的de寬kuan度du，是shi否fou可ke以yi測ce到dao第di二er次ci
、第三次諧波。當用頻譜分析儀測量一個放大器諧波失真的時候，若放大器為1GHz
，則它的三次諧波就是3GHz
，這就是要考慮頻率範圍的最大可測寬度。如果頻譜儀是1.8GHz，就不能進行量測，如果頻譜分析儀是 26.5GHz
，就可以測到它的第三，第四次諧波。

解(jie)析(xi)度(du)也(ye)是(shi)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)中(zhong)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)參(can)數(shu)設(she)定(ding)。解(jie)析(xi)度(du)表(biao)示(shi)當(dang)要(yao)測(ce)量(liang)兩(liang)個(ge)頻(pin)率(lv)的(de)功(gong)率(lv)不(bu)一(yi)樣(yang)時(shi)，必(bi)須(xu)將(jiang)它(ta)們(men)區(qu)分(fen)開(kai)來(lai)。將(jiang)中(zhong)頻(pin)頻(pin)寬(kuan)設(she)置(zhi)成(cheng)三(san)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)寬(kuan)度(du)，下(xia)麵(mian)所(suo)對(dui)應(ying)的(de)就(jiu)是(shi)在(zai)這(zhe)一(yi)頻(pin)寬(kuan)設(she)置(zhi)時(shi)所(suo)看(kan)到(dao)的(de)曲(qu)線(xian)。中(zhong)頻(pin)頻(pin)寬(kuan)越(yue)窄(zhai)則(ze)解(jie)析(xi)度(du)越(yue)高(gao)，中(zhong)頻(pin)頻(pin)寬(kuan)越(yue)寬(kuan)則(ze)解(jie)析(xi)度(du)越(yue)低(di)。解(jie)析(xi)度(du)頻(pin)寬(kuan)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)微(wei)小(xiao)信(xin)號(hao)的(de)識(shi)別(bie)能(neng)力(li)和(he)測(ce)量(liang)的(de)結(jie)果(guo)。

 

關於頻譜分析儀使用的詳細介紹請查看：
 

 

在頻譜分析儀的使用中應注意什麼問題呢？以下是對頻譜分析儀注意要點的經驗歸納。

頻譜分析儀實用技巧

1) 頻譜分析儀的校準：pinpufenxiyiyibandouyougudingfuduhepinlvdexiaozhunqi
，shiyongpinpufenxiyiceliangxinhaotebiejueduixinhaodianpingceliangshi
，xuyaoduipinpufenxiyijinxingxiaozhun，yibaozhengxinhaoceliangjingdu；另外，通過校準信號的測量
，可以檢查頻譜分析儀是否有問題。

 

2) 射頻輸入信號電平小於頻譜分析儀允許的安全電平：在zai頻pin譜pu分fen析xi儀yi輸shu入ru端duan接jie入ru射she頻pin信xin號hao之zhi間jian，一yi定ding要yao對dui輸shu入ru信xin號hao電dian平ping進jin行xing正zheng確que估gu算suan，避bi免mian頻pin譜pu分fen析xi儀yi射she頻pin輸shu入ru大da於yu頻pin譜pu分fen析xi儀yi允yun許xu的de安an全quan電dian平ping，否fou則ze將jiang會hui燒shao毀hui頻pin譜pu分fen析xi儀yi輸shu入ru衰shuai減jian器qi和he混hun頻pin器qi。特te別bie是shi在zai高gao功gong率lv信xin號hao測ce量liang中zhong，要yao格ge外wai小xiao心xin謹jin慎shen。例li如ru用yong頻pin譜pu分fen析xi儀yi測ce量liang1W以上高功率放大器時，注意在頻譜分析儀輸入端接衰減器
，以使頻譜分析儀的射頻輸入信號小於頻譜分析儀允許的安全電平。

 

3) 確定頻譜分析儀是否允許直流信號輸入：某(mou)些(xie)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)不(bu)允(yun)許(xu)直(zhi)流(liu)信(xin)號(hao)輸(shu)入(ru)，因(yin)此(ci)注(zhu)意(yi)測(ce)量(liang)信(xin)號(hao)是(shi)否(fou)包(bao)含(han)直(zhi)接(jie)成(cheng)分(fen)。特(te)別(bie)是(shi)在(zai)某(mou)些(xie)係(xi)統(tong)中(zhong)

，射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)和(he)直(zhi)流(liu)信(xin)號(hao)用(yong)同(tong)一(yi)根(gen)電(dian)纜(lan)傳(chuan)輸(shu)
，此(ci)時(shi)要(yao)特(te)別(bie)小(xiao)心(xin)，信(xin)號(hao)接(jie)入(ru)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)射(she)頻(pin)輸(shu)入(ru)端(duan)口(kou)之(zhi)前(qian)，一(yi)定(ding)在(zai)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)輸(shu)入(ru)端(duan)接(jie)隔(ge)直(zhi)流(liu)器(qi)，以(yi)免(mian)損(sun)壞(huai)儀(yi)器(qi)。例(li)如(ru)在(zai)很(hen)多(duo)衛(wei)星(xing)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)，低(di)噪(zao)聲(sheng)放(fang)大(da)器(qi)的(de)直(zhi)流(liu)加(jia)電(dian)線(xian)和(he)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)采(cai)用(yong)同(tong)一(yi)根(gen)電(dian)纜(lan)，測(ce)量(liang)這(zhe)樣(yang)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)時(shi)
，特(te)別(bie)注(zhu)意(yi)在(zai)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)射(she)頻(pin)輸(shu)入(ru)接(jie)隔(ge)直(zhi)流(liu)器(qi)，保(bao)護(hu)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)的(de)射(she)頻(pin)輸(shu)入(ru)電(dian)路(lu)。

 

4) 低電平信號測量：pinpufenxiyidelingmindushizhizaitedingdaikuanxia，pinpufenxiyiceliangxiaoxinhaodenengli。yinci，zaiceliangdidianpingxinhaoshi，tebieshiceliangxinhaojiejinpinpufenxiyibendizaoshengshi，yingjianxiaopinpufenxiyideshepinshuaijianhefenbiandaikuan，tigaopinpufenxiyidelingmindu，tigaodidianpingxinhaodeceliangjingdu。lingwaijianshaoshipindaikuanhecaiyongshipinpingjunjishu
，suiranbuyingxiangpinpufenxiyidelingmindu，dankeyigaishanxiaoxinhaoceliangjingdu。

 

5) 合理設置頻譜分析儀參數：在測試射頻信號時
，合理設置頻譜分析儀的分辨帶寬
、掃頻帶寬、視頻帶寬和掃描時間等，確保頻譜分析儀CRT不出現測量不準的信號提示。當頻譜分析儀CRT出現測量不準信息，此時測量無法保證測量精度。 

在頻譜分析儀的實際操作中往往會產生一些疑問，在這裏附上頻譜分析儀的常見問題解答。

 

 

答：測得的上升時間一般不會超過頻譜分析儀的最佳上升時間。分析儀的上升時間由下麵這個公式來確定：

Tr = 0.66/max RBW
，

其中RBW為分辨率帶寬。

 

例如，在 PSA中，RBW最大值為8 MHz。因此
，最快的上升時間為：

0.66/8 E6 = 82.5 nS。

 

然而，RBW過濾器帶寬誤差為± 15%，額定值（中心頻率= 3 GHz），因此上升時間範圍在71.7 nS到97 nS之間。

 

參見具體頻譜分析儀的技術資料或規範指南。

 

答：是的，有2種方法可將頻譜分析儀當作網絡分析儀使用
，但是都隻能進行標量測量

 

方法1：使用頻譜分析儀內置的跟蹤信號源。如果要測量反射係數，則還需要一個定向耦合器去采集反射功率。

 

方法2：使shi用yong獨du立li的de源yuan。如ru需xu要yao可ke配pei上shang耦ou合he器qi。前qian提ti是shi頻pin譜pu儀yi的de掃sao描miao速su度du要yao快kuai過guo信xin號hao源yuan的de掃sao描miao速su度du。但dan這zhe種zhong方fang式shi通tong常chang不bu被bei推tui薦jian，因yin為wei它ta的de準zhun確que性xing較jiao低di。

 

對(dui)於(yu)校(xiao)準(zhun)，可(ke)用(yong)到(dao)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)歸(gui)一(yi)化(hua)的(de)方(fang)法(fa)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)把(ba)接(jie)收(shou)機(ji)和(he)源(yuan)的(de)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)移(yi)除(chu)。然(ran)而(er)
，矢(shi)量(liang)網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀(yi)采(cai)用(yong)更(geng)強(qiang)大(da)的(de)誤(wu)差(cha)校(xiao)準(zhun)技(ji)術(shu)，還(hai)可(ke)以(yi)消(xiao)除(chu)不(bu)匹(pi)配(pei)和(he)交(jiao)調(tiao)帶(dai)來(lai)的(de)的(de)影(ying)響(xiang)。這(zhe)就(jiu)意(yi)味(wei)著(zhe)，一(yi)般(ban)來(lai)講(jiang)，和(he)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)方(fang)法(fa)相(xiang)比(bi)較(jiao)
，網(wang)絡(luo)分(fen)析(xi)儀(yi)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)更(geng)準(zhun)確(que)的(de)測(ce)量(liang)。

 

答：過度激勵分析儀的輸入混頻器可能會導致雜散信號。大多數頻譜分析儀（尤其是使用諧波混頻擴展調諧範圍的分析儀）都擁有二極管混頻器。將用於創建中頻信號的LO與該二極管混頻器中的輸入信號相結合時，創建內部失真。為多種混頻器輸入電平規定第2個和第3個失真產品。針對不同的頻譜分析儀，可參閱校準指南或規範指南中的動態範圍曲線。無雜散動態範圍取決於混頻器中的輸入電平。

深入了解動態範圍圖表非常重要，但簡單測試可以確定顯示的雜散信號是否是一個內部生成的混合產品還是輸入信號的一部分：修xiu改gai輸shu入ru衰shuai減jian。衰shuai減jian器qi是shi射she頻pin輸shu入ru和he第di一yi個ge混hun頻pin器qi間jian的de唯wei一yi一yi個ge硬ying件jian。在zai雜za散san信xin號hao上shang做zuo出chu標biao記ji並bing提ti高gao輸shu入ru衰shuai減jian。如ru果guo標biao記ji值zhi沒mei有you改gai變bian，那na麼me雜za散san信xin號hao就jiu屬shu於yu外wai部bu信xin號hao。而er如ru果guo標biao記ji值zhi改gai變bian
，信xin號hao就jiu是shi內nei部bu信xin號hao或huo者zhe是shi內nei外wai部bu信xin號hao的de總zong和he。繼ji續xu增zeng加jia衰shuai減jian
，直zhi到dao標biao記ji值zhi不bu再zai改gai變bian，再zai開kai始shi測ce量liang。這zhe一yi點dian就jiu是shi優you化hua第di一yi個ge混hun頻pin器qi輸shu入ru電dian平ping的de最zui佳jia值zhi，因yin為wei此ci時shi所suo做zuo的de測ce量liang內nei部bu失shi真zhen最zui低di。一yi般ban來lai說shuo
，需xu要yao測ce量liang的de動dong態tai範fan圍wei越yue廣guang，第di一yi個ge混hun頻pin器qi的de輸shu入ru電dian平ping就jiu應ying該gai越yue低di。

屏幕圖像下端的黃色跡線表示在輸入混頻器被過度激勵時的內部失真。衰減為零。藍色跡線表示當衰減設置為10dB時，雜散信號所減少的電平。

 

 

 

答：隻用頻譜分析儀和前置放大器，就能作許多噪聲係數測量。隻需用頻譜分析儀

、前置放大器和信號發生器，就能覆蓋被測器件的頻率。這種方法的精度低於需要經校準噪聲源的Y因素技術
，與所關注頻率的分析儀幅度精度相當。具體測量步驟為：

 

1）把信號發生器和頻譜分析儀設置為所測噪聲係數的頻率，測量器件的增益。把該值標為Gain(D)。

 

2）同樣方法測量前置放大器增益。把該值標為Gain(P)。

 

3）.斷開頻譜分析儀的任何輸入
，把輸入衰減器設置為0dB。前置放大器輸入沒有任何連接。把它的輸出接到頻譜分析儀輸入。在作這一連接時
，您會看到分析儀顯示的平均噪聲級的增加。

 

4）.把被測器件的輸入接至其特性阻抗，把輸出接到前置放大器輸入。此時分析儀顯示的噪聲級應增加。

 

5）.把頻譜分析儀視頻帶寬（VBW）設置為分辨率帶寬的1%或更低。按標記功能（MKR FCTN）鍵，然後按Noise Marker On軟鍵。把標記放置在所要測噪聲係數的頻率上。讀以dBm/Hz為單位的標記噪聲功率密度讀數
，把它標為Noise(O)。

 

6）.然後計算被測器件的噪聲係數NFig：NFig = Noise(O) - Gain(D) - Gain(P) + 174 dBm/Hz

 

 

答：RBW是您能隔離兩個信號
，並還能看到它們的最小帶寬。RBW也會影響KTB噪聲係數功率
，因為RBW每改變10 倍，KTB功率改變10dB。

 

視shi頻pin帶dai寬kuan濾lv波bo器qi噪zao聲sheng。視shi頻pin帶dai寬kuan用yong於yu平ping均jun
，它ta等deng效xiao一yi個ge低di通tong濾lv波bo器qi。為wei過guo濾lv噪zao聲sheng，視shi頻pin帶dai寬kuan通tong常chang設she置zhi得de較jiao窄zhai，但dan又you不bu過guo窄zhai

，因yin為wei這zhe會hui減jian慢man掃sao描miao時shi間jian。

 

在特定情況下視頻帶寬可設置得較寬。一個例子是不需要，或不要求平均。另一個例子是在零跨距時測量AM。為測量AM，視頻帶寬需要足夠寬。