频谱分析仪简述及简单操作指南

, 频谱分析仪简述及简单操作指南

频谱分析仪的主要技术指标有频率范围、分辨力、分析谱宽、分析时间、扫频速度、灵敏度、显示方式和假响应。了解频谱分析仪的分类及主要指标方便用户更好的使用频谱分析仪。
　　频谱分析仪分类

1、扫频式频谱分析仪它是具有显示装置的扫频超外差接收机，主要用于连续信号和周期信号的频谱分析。它工作于声频直至亚毫米的波频段，只显示信号的幅度而不显示信号的相位。它的工作原理是：本地振荡器采用扫频振荡器，它的输出信号与被测信号中的各个频率分量在混频器内依次进行差频变换，所产生的中频信号通过窄带滤波器后再经放大和检波，加到视频放大器作示波管的垂直偏转信号，使屏幕上的垂直显示正比于各频率分量的幅值。本地振荡器的扫频由锯齿波扫描发生器所产生的锯齿电压控制，锯齿波电压同时还用作示波管的水平扫描，从而使屏幕上的水平显示正比于频率。

2、实时式频谱分析仪在存在被测信号的有限时间内提取信号的全部频谱信息进行分析并显示其结果的仪器主要用于分析持续时间很短的非重复性平稳随机过程和暂态过程，也能分析40兆赫以下的低频和极低频连续信号，能显示幅度和相位。正交型数字式本振是扫频振荡器，当其频率与被测信号中的频率相同时就有输出，经积分处理后得出分析结果供示波管显示频谱图形。正交型本振用正弦和余弦信号得到的分析结果是复数，可以换算成幅度和相位。分析结果也可送到打印绘图仪或通过标准接口与计算机相连。频谱分析仪的技术指标频谱分析仪的主要技术指标有频率范围、分辨力、分析谱宽、分析时间、扫频速度、灵敏度、显示方式和假响应。

频谱分析仪的重要参数

1、频率范围

频率范围指频谱仪能达到规定性能的频率区间。现代频谱仪的频率范围通常从低频段到射频段、微波段。"频率"指中心频率，即位于显示频谱宽度中心的频率。

2、扫描宽度

扫描宽度又称分析谱宽、扫宽、频率量程、频谱跨度等，指频谱仪在一次分析过程中所显示的频率范围，扫描宽度与分析时间之比就是扫频速度。

3、扫描时间

扫描时间也称分析时间，指进行一次全频率范围的扫描并完成测量所需要的时间。一般都希望测量速度越快越好，即扫描时间越短越好，但扫描时间与许多因素有关，过小会影响测量精度。目前很多频谱仪有多挡扫描时间可选择，应选择适当的扫描时间进行测量。

4、测量范围

测量范围指在任何环境下可以测量的信号与小信号的间隔。可以测量的信号上限由安全输入电平决定（参考值30dBm(1W))，可以测量的信号下限由灵敏度决定（参考值-135-115dBm)，且和频谱仪的分辨带宽有关，由此推断，测量范围参考值在-145-165dBm。

5、灵敏度

灵敏度指频谱仪测量微弱信号的能力，定义为显示幅度满度时，输入信号的小电平值。灵敏度与扫速有关，扫速越快，动态幅频特性峰值越低，灵敏度越低

6、分辨力

分辨力指分辨频谱中两个相邻分量之间的小谱线间隔，表征仪器能够把靠得很近的两个谱线区分开来的能力。频谱仪显示的每条谱线实际是窄带滤波器的动态幅频特性曲线，故频谱仪的分辨力主要取决于窄带滤波器的通频带宽度，因此定义窄带滤波器幅频特性的3dB带宽为频谱仪的分辨率。很明显，若窄带滤波器的3dB带宽过宽，可能使两条谱线都落入滤波器的通频带，此时，频谱仪无法分辨这两个分量。

7、动态范围

动态范围指能以规定的准确度测量同时出现在输入端的两个信号之间的差值。动态范围上限受非线性失真的制约。频谱仪的幅值显示方式有两种：线性和对数。对数显示的优点是在有限的屏幕上和有效的高度范围内，可获得较大的动态范围。频谱仪的动态范围一般在80dB以上，有的可达100dB以上。

　频谱分析仪常用设置参数有哪些

　　一、频率范围

　　1、Center/SPAN：主要针对单一信号的分析，Center设为信号的中心频率，SPAN设为2倍信号带宽;如果临道功率测量，SPAN与信号带宽的倍数按照所观察的临道数目设置。

　　2、Start/Stop：主要针对谐波、杂散或EMI设置，按要求设置测试起始和终止频率。

　　二、功率：

　　1、参考电平：比信号输入电平略大

　　2、衰减器：一般设为自动，测量弱信号时置为0;减小衰减器数值可以降低频谱仪本底噪声

　　3、前置放大器：测量弱信号时打开;打开前置放大器可以降低频谱仪本底噪声

　　三、滤波器：

　　1、分辨率带宽(RBW)：一般依据测试标准设置;减小RBW可以降低频谱仪本底噪声

　　2、视频带宽(VBW)：一般为自动

　　四、检波器

　　1、PK/AV/RMS/QP/Sample

　　2、频谱仪RMS检波对应平均功率

　　3、RMS检波时，不允许进行踪迹平均，同时VBW≥3RBW

　　4、仪器默认值通常为峰峰值(自动峰值)

　　五、定频点信号分析时

　　1、调节上述参数，使信号“充满”测试屏幕

　　2、信道功率测试时，采用RMS检波器

　　3、时域测试时，通常采样值检波器

　　六、全频段频谱测试，如谐波、杂散测试时

　　1、依据标准分段设置以上参数和测试时间

　　2、注意扫描点数设置：N>2*SPAN/RBW

　　3、注意DUT发射频点的滤波

　　七、平稳测试曲线的获得

　　1、曲线平均可以去除噪声，注意对数平均的结果小于线性平均(如1.45dB)，通常选取功率平均或线性平均。

　　2、RMS检波器时，不允许迹线平均，通过延长扫描时间获得平稳曲线。

　　3、减小VBW可以去除噪声。

　　4、延长测试时间可以去除噪声

5 .减小RBW可以降低噪声

6. 平滑迹线可以降低噪声

R&S FSV的基本操作

校准：SETUP→Alignment→self Alignment

自检：SETUP→more→service→selftest

校准触控：SETUP→Gneneral Setup→Alignment→Touch Screen Alignment

检查已有选件：SETUP→System Info→Versions+options

设置测试频率范围：FREQ→START FREQ→STOP FREQ

获取测试信号：TRACE→TRACE 1→Clear Write→Max Hold

设置参考电平：AMPT→Range→Range log Manual

远程控制仪器：点击控制PC的远程控制程序→输入仪器IP及名称→输入密码