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頻譜分析儀分類
頻譜分析儀分為實時分析式和掃頻式兩類。前者能在被測信號發(fā)生的實際時間內(nèi)取得所需要的全部頻譜信息并進行分析和顯示分析結(jié)果;后者需通過多次取樣過程來完成重復(fù)信息分析。實時式頻譜分析儀主要用于非重復(fù)性、持續(xù)期很短的信號分析。非實時式頻譜分析儀主要用于從聲頻直到亞毫米波段的某一段連續(xù)射頻信號和周期信號的分析。
掃頻式頻譜分析儀
它是具有顯示裝置的掃頻超外差接收機,主要用于連續(xù)信號和周期信號的頻譜分析。它工作于聲頻直至亞毫米的波頻段,只顯示信號的幅度而不顯示信號的相位。它的工作原理是:本地振蕩器采用掃頻振蕩器,它的輸出信號與被測信號中的各個頻率分量在混頻器內(nèi)依次進行差頻變換,所產(chǎn)生的中頻信號通過窄帶濾波器后再經(jīng)放大和檢波,加到視頻放大器作示波管的垂直偏轉(zhuǎn)信號,使屏幕上的垂直顯示正比于各頻率分量的幅值。本地振蕩器的掃頻由鋸齒波掃描發(fā)生器所產(chǎn)生的鋸齒電壓控制,鋸齒波電壓同時還用作示波管的水平掃描,從而使屏幕上的水平顯示正比于頻率。
用掃頻振蕩器作為超外差接收機的本機振蕩器,當(dāng)選擇開關(guān)S置于1,鋸齒波掃描電壓對本機振蕩器I進行掃頻,輸入信號中的各個頻率分量在混頻器中與本機掃頻信號進行差頻,它們依次落入中放窄帶濾波器的通帶內(nèi),被濾波器選出,經(jīng)二次變頻、檢波、放大后,加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng),使屏幕上的垂直顯示正比于各個頻率分量的振幅。掃描電壓同時加到示波管的水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng),從而使頻幕的X坐標(biāo)變成頻率坐標(biāo),并在屏幕上顯示出被分析的輸入信號頻譜圖。上述工作方式在本機振蕩器I上進行掃頻,稱“掃前式”工作模式,具有很寬的分析頻帶。當(dāng)S置于2時,也可在本機振蕩器Ⅱ上進行掃頻,稱“掃中頻式”工作模式,這時可進行窄帶頻譜分析。

頻譜分析是觀察和測量信號幅度和信號失真的一種快速方法,其顯示結(jié)果可以直觀反映出輸入信號的傅立葉變換的幅度。信號頻域分析的測量范圍極其寬廣,超過140dB,這使得頻譜分析儀成為適合現(xiàn)代通信和微波領(lǐng)域的多用途儀器。頻譜分析實質(zhì)上是考察給定信號源,天線,或信號分配系統(tǒng)的幅度與頻率的關(guān)系,這種分析能給出有關(guān)信號的重要信息,如穩(wěn)定度,失真,幅度以及調(diào)制的類型和質(zhì)量。利用這些信息,可以進行電路或系統(tǒng)的調(diào)試,以提率或驗證在所需要的信息發(fā)射和不需要的信號發(fā)射方面是否符合不斷涌現(xiàn)的各種規(guī)章條例。
現(xiàn)代頻譜分析儀已經(jīng)得到許多綜合利用,從研究開發(fā)到生產(chǎn)制造,到現(xiàn)場維護。新型頻譜分析儀已經(jīng)改名叫信號分析儀,已經(jīng)成為具有重要價值的實驗室儀器,能夠快速觀察大的頻譜寬度,然后迅速移近放大來觀察信號細節(jié)已受到的高度重視。在制造領(lǐng)域,測量速度結(jié)合通過計算機來存取數(shù)據(jù)的能力,可以快速,和重復(fù)地完成一些極其復(fù)雜的測量。
有兩種技術(shù)方法可完成信號頻域測量(統(tǒng)稱為頻譜分析)。
1.FFT分析儀用數(shù)值計算的方法處理一定時間周期的信號,可提供頻率;幅度和相位信息。這種儀器同樣能分析周期和非周期信號。FFT的特點是速度快;精度高,但其分析頻率帶寬受ADC采樣速率限制,適合分析窄帶寬信號。
2.掃頻式頻譜分析儀可分析穩(wěn)定和周期變化信號,可提供信號幅度和頻率信息,適合于寬頻帶快速掃描測試。
FFT分析儀能夠完成多通道濾波器式同樣的功能,但無需使用許多帶通濾波器,它使用數(shù)字信號處理來實現(xiàn)多個立濾波器相當(dāng)?shù)墓δ堋母拍钌现v,F(xiàn)FT方法是簡單明確的:對信號進行數(shù)字化,再計算頻譜。實際上,為了使測量具有意義,還需要考慮很多因素。
FFT的實質(zhì)是基帶變換,換句話說,F(xiàn)FT的頻率范圍總是從0Hz開始并延伸到某個頻率處。這對需要分析較窄頻帶(不是從直流開始)的測量情況可能是一個重大限制。例如,F(xiàn)FT分析儀具有取樣頻率,F(xiàn)FT的頻率范圍是0Hz到128KHz。若N=1024,則頻率分辨力將是,故不能分辨間隔小于250Hz的譜線。
提高頻率分辨力的一種方法是時間記錄中的取樣點數(shù)N,這也FFT輸出的節(jié)點數(shù)。不過,問題在于,這會增加FFT所要處理的數(shù)組長度,從而增加計算時間。FFT算法的計算時間往往限制了儀器的性能(比如屏幕刷新速度),所以增加FFT的長度往往是可取的。
另一種方法是使用數(shù)字下變頻器,對于帶限信號,進行數(shù)字下變頻,這樣等效降低了采樣速率,可以提高頻率分辨力。ADC的輸出與數(shù)字正弦波相乘,借助數(shù)字混頻使數(shù)字正弦波的頻率降低。

頻譜分析儀
MXA信號通過增加針對新一代技術(shù)的信號分析和頻譜分析能力,具備了中檔分析儀的性能。它突破了以往分析儀的極限,支持業(yè)界快的信號和頻譜分析實現(xiàn)了速度與性能的優(yōu)化。
速度
測試速度超過其它所有頻譜分析儀和信號分析儀30-300%
5ms的標(biāo)記峰值搜索速度
75ms的測量/模式切換速度
性能
0.3dB幅度精度
+15dBm第三階截距(TOI)
-154dBm/Hz顯示的平均噪聲電平(DANL)
78dBW-CDMAACLR動態(tài)范圍(噪聲修正功能啟動)
測量應(yīng)用軟件
頻譜分析、手機WiMAX、W-CDMA、HSDPA/HSUPA和相位噪聲測量應(yīng)用測量應(yīng)用軟件
MXA內(nèi)部運行的信號分析軟件。MXA中的89601AVSA軟件
特性
25MHz分析帶寬
連接:符合LXIC類標(biāo)準(zhǔn),USB、100based-TLAN、GPIB
分析儀中的用戶界面
開放式WindowsXP操作系統(tǒng)

MXA N9020A是agilent公司在2005年推出的一款中檔生產(chǎn)級信號分析儀,流通至今,它是agilent在售的新一代中檔頻譜分析儀+矢量信號分析儀,也是我司主營的信號分析儀。工作方式為FFT+掃頻,支持2G、3G和3.9G通信標(biāo)準(zhǔn),廣泛應(yīng)用在元器件、直放站和基站部件的帶內(nèi)及帶外測試,矢量信號分析測量速度是目前agilent推出的成熟的產(chǎn)品中快的。并擁有40MHz的分析帶寬。
主要特性與技術(shù)指標(biāo)
頻率范圍為:20Hz--3.6/8.4/13.6/26.5GHz
平均噪聲電平:≤-166dBm
測量精度:≤±0.23dB
小分辨率帶寬:1Hz
可配置25或40MHz的分析帶寬選件
帶有可到26.5GHz的內(nèi)置前置放大器
支持GSM/EDGE、CDMA2000、WCDMA、HSDPA、HSUPA、EVDO、TD-SCDMA、LTE、WLAN、相位噪聲和噪聲系數(shù)等的測量選件。
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