頻譜分析儀
頻譜分析儀
頻譜分析儀市研究電信號頻譜結構的儀器,用于信號失真度、調制度、譜純度、頻率穩定度和交調失真等信號參數的側量,可用以測量放大鏡和濾波器等電路系統的某些參數,是一種多用途的電子測量儀器。它又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等。現代頻譜分析儀能以模擬方式或數字方式顯示分析結果,能分析1赫以下的甚低頻到亞毫米波段的全部無線電頻段的電信號。儀器內部若采用數字電路和微處理器,具有存儲和運算功能;配置標準接口,就容易構成自動測試系統。
概述
頻譜分析系統主要的功能是在頻域里顯示輸入信號的頻譜特性。依信號處理方式的不同,一般有兩種類型;即時(Real-Time Spectrum Analyzer)與掃描調諧(Sweep-Tuned Spectrum Analyzer).即時頻率分析儀的功能為在同一瞬間顯示頻域的信號振幅,其工作原理是針對不同的頻率信號而
有相對應的濾波器與檢知器(Detector),再經由同步的多工掃描器將信號傳送到CRT或液晶等顯示儀器上進行顯示,其優點是能顯示周期性雜散波(Periodic Random Waves)的瞬間反應,其缺點是價昂且受限于頻寬范圍,濾波器的數目與zui大的多工交換時間(Switching Time).zui常用的是掃描調諧,其基本結構類似超外差式接收器,工作原理是輸入信號經衰減器直接外加到混波器,可調變的本地振蕩器經與CRT同步的掃描產生器產生隨時間作線性變化的振蕩頻率,經混波器與輸入信號混波降頻后的中頻信號(IF)再放大,濾波與檢波傳送到CRT的垂直方向板,因此在CRT的縱軸顯示信號振幅與頻率的對應關系。較低的RBW固然有助於不同頻率信號的分辨與量測,低的RBW將濾除較高頻率的信號成份,導致信號顯示時產生失真,失真值與設定的RBW密切相關,較高的RBW固然有助於寬頻帶信號的偵測,將增加雜訊底層值(Noise Floor),降低量測靈敏度,對於偵測低強度的信號易產生阻礙,因此適當的RBW寬度是正確使用重要的概念。
一般維修者不使用,一是他的價格較高,二是操作較為復雜。需要配合信號發生器。但使用起來很方便的可以查找故障。
工作原理
的工作原理
架構猶如時域用途的示波器,面板上布建許多功能控制按鍵,作為系統功能之調整與控制,實時(Real-Time Spectrum Analyzer)與掃瞄調諧(Sweep-Tuned Spectrum Analyzer)。實時頻率分析儀的功能為在同一瞬間顯示頻域的信號振幅,其工作原理是針對不同的頻率信號而有相對應的濾波器與檢知器(Detector),再經由同步的多任務掃瞄器將信號傳送到CRT 屏幕上,其優點是能顯示周期性雜散波(PeriodicRandom Waves)的瞬間反應,其缺點是價昂且受限于頻寬范圍、濾波
器的數目與zui大的多任務交換時間(Switching Time)。
zui常用的是掃瞄調諧,可調變的本地振蕩器經與CRT 同步的掃瞄產生器產生隨時間作線性變化的振蕩頻率,經混波器與輸入信號混波降頻后的中頻信號(IF)再放大、濾波與檢波傳送到CRT 的垂直方向板,因此在CRT 的縱軸顯示信號振幅與頻率的對應關系,信號流程架構如圖1.3 所示。
影響信號反應的重要部份為濾波器頻寬,濾波器之特性為高斯濾波器(Gaussian-Shaped Filter),影響的功能就是量測時常見到的解析頻寬(RBW,Resolution Bandwidth)。RBW 代表兩個不同頻率的信號能夠被清楚的分辨出來的zui低頻寬差異,兩個不同頻率的信號頻寬如低于的RBW,此時該兩信號將重疊,難以分辨,較低的RBW 固然有助于不同頻率信號的分辨與量測,低的RBW 將濾除較高頻率的信號成份,導致信號顯示時產生失真,失真值與設定的RBW 密切相關,較高的RBW 固然有助于寬帶帶信號的偵測,將增加噪聲底層值(Noise Floor),降低量測靈敏度,對于偵測低強度的信號易產生阻礙,因此適當的RBW 寬度是正確使用重要的概念。
另外的視頻頻寬(VBW,Video Bandwidth)代表單一信號顯示在屏幕所需的zui低頻寬。如前所說明,量測信號時,視頻頻寬過與不及均非適宜,都將造成量測的困擾,如何調整必須加以了解。通常RBW 的頻寬大于等于VBW,調整RBW 而信號振幅并無產生明顯的變化,此時之RBW 頻寬即可加以采用。量測RF 視頻載波時,信號經設備內部的混波器降頻后再加以放大、濾波(RBW 決定)及檢波顯示等流程,若掃描太快,RBW 濾波器將無法充電到信號的振幅峰值,因此必須維持足夠的掃描時間,而RBW 的寬度與掃描時間呈互動關系,RBW 較大,掃描時間也較快,反之亦然,RBW 適當寬度的選擇因而顯現其重要性。較寬的RBW 較能充分地反應輸入信號的波形與振幅,但較低的RBW 將能區別不同頻率的信號。例如使用于6MHz 頻寬視訊頻道的量測,經驗得知,RBW 為300kHz 與3MHz 時,載波振幅峰值并不產生顯著變化,量測6MHz的視頻信號通常選用300kHz 的RBW 以降低噪聲。天線信號量測時,的展頻(Span)使用100MHz,獲得較寬廣的信號頻譜需求,RBW使用3MHz。這些的量測參數并非一成不變,將會依現場狀況及過去量測的經驗加以調整。
使用
編輯
圖示測試儀
什么是在頻域內分析信號的圖示測試儀。以圖形方式顯示信號幅度按頻率的分布,即X軸表示頻率,Y軸表示信號幅度。
原理
用窄帶帶通濾波器對信號進行選通。
主要功能
顯示被測信號的頻譜、幅度、頻率。可以全景顯示,也可以選定帶寬測試。
測量機制
1.把被測信號與儀器內的基準頻率、基準電平進行對比。因為許多測量的本質都是電平測試,如載波電平、A/V、頻響、C/N、CSO、CTB、HM、CM以及數字頻道平均功率等。
2.波形分析:通過107選件和相應的分析軟件,對電視的行波形進行分析,從而測試視頻指標。如DG、DP、CLDI、調制深度、頻偏等。