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頻譜分析儀的工作原理
頻譜分析儀架構(gòu)猶如時(shí)域用途的示波器,面板上布建許多功能控制按鍵,作為系統(tǒng)功能之調(diào)整與控制,實(shí)時(shí)頻譜分析儀(Real-Time Spectrum Analyzer)與掃瞄調(diào)諧頻譜分析儀(Sweep-Tuned Spectrum Analyzer)。實(shí)時(shí)頻率分析儀的功能為在同一瞬間顯示頻域的信號(hào)振幅,其工作原理是針對(duì)不同的頻率信號(hào)而有相對(duì)應(yīng)的濾波器與檢知器(Detector),再經(jīng)由同步的多任務(wù)掃瞄器將信號(hào)傳送到CRT 屏幕上,其優(yōu)點(diǎn)是能顯示周期性雜散波(PeriodicRandom Waves)的瞬間反應(yīng),其缺點(diǎn)是價(jià)昂且性能受限于頻寬范圍、濾波器的數(shù)目與的多任務(wù)交換時(shí)間(Switching Time)。
常用的頻譜分析儀是掃瞄調(diào)諧頻譜分析儀,可調(diào)變的本地振蕩器經(jīng)與CRT 同步的掃瞄產(chǎn)生器產(chǎn)生隨時(shí)間作線性變化的振蕩頻率,經(jīng)混波器與輸入信號(hào)混波降頻后的中頻信號(hào)(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(hào)振幅與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系,信號(hào)流程架構(gòu)如圖1.3 所示。
影響信號(hào)反應(yīng)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(cè)時(shí)常見(jiàn)到的解析頻寬(RBW,Resolution Bandwidth)。RBW 代表兩個(gè)不同頻率的信號(hào)能夠被清楚的分辨出來(lái)的頻寬差異,兩個(gè)不同頻率的信號(hào)頻寬如低于頻譜分析儀的RBW,此時(shí)該兩信號(hào)將重疊,難以分辨,較低的RBW 固然有助于不同頻率信號(hào)的分辨與量測(cè),低的RBW 將濾除較高頻率的信號(hào)成份,導(dǎo)致信號(hào)顯示時(shí)產(chǎn)生失真,失真值與設(shè)定的RBW 密切相關(guān),較高的RBW 固然有助于寬帶帶信號(hào)的偵測(cè),將增加噪聲底層值(Noise Floor),降低量測(cè)靈敏度,對(duì)于偵測(cè)低強(qiáng)度的信號(hào)易產(chǎn)生阻礙,因此適當(dāng)?shù)腞BW 寬度是正確使用頻譜分析儀重要的概念。
另外的視頻頻寬(VBW,Video Bandwidth)代表單一信號(hào)顯示在屏幕所需的頻寬。如前所說(shuō)明,量測(cè)信號(hào)時(shí),視頻頻寬過(guò)與不及均非適宜,都將造成量測(cè)的困擾,如何調(diào)整必須加以了解。通常RBW 的頻寬大于等于VBW,調(diào)整RBW 而信號(hào)振幅并無(wú)產(chǎn)生明顯的變化,此時(shí)之RBW 頻寬即可加以采用。量測(cè)RF 視頻載波時(shí),信號(hào)經(jīng)設(shè)備內(nèi)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(wú)法完全充電到信號(hào)的振幅峰值,因此必須維持足夠的掃描時(shí)間,而RBW 的寬度與掃描時(shí)間呈互動(dòng)關(guān)系,RBW 較大,掃描時(shí)間也較快,反之亦然,RBW 適當(dāng)寬度的選擇因而顯現(xiàn)其重要性。較寬的RBW 較能充分地反應(yīng)輸入信號(hào)的波形與振幅,但較低的RBW 將能區(qū)別不同頻率的信號(hào)。例如使用于6MHz 頻寬視訊頻道的量測(cè),經(jīng)驗(yàn)得知,RBW 為300kHz 與3MHz 時(shí),載波振幅峰值并不產(chǎn)生顯著變化,量測(cè)6MHz的視頻信號(hào)通常選用300kHz 的RBW 以降低噪聲。天線信號(hào)量測(cè)時(shí),頻譜分析儀的展頻(Span)使用100MHz,獲得較寬廣的信號(hào)頻譜需求,RBW使用3MHz。這些的量測(cè)參數(shù)并非一成不變,將會(huì)依現(xiàn)場(chǎng)狀況及過(guò)去量測(cè)的經(jīng)驗(yàn)加以調(diào)整。

頻譜分析儀是研究電信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)的儀器,用于信號(hào)失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號(hào)參數(shù)的測(cè)量,可用以測(cè)量放大器和濾波器等電路系統(tǒng)的某些參數(shù),是一種多用途的電子測(cè)量?jī)x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?,F(xiàn)代頻譜分析儀能以模擬方式或數(shù)字方式顯示分析結(jié)果,能分析1赫以下的甚低頻到亞毫米波段的全部無(wú)線電頻段的電信號(hào)。
儀器內(nèi)部若采用數(shù)字電路和微處理器,具有存儲(chǔ)和運(yùn)算功能;配置標(biāo)準(zhǔn)接口,就容易構(gòu)成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。
頻譜分析儀是用來(lái)分析各頻率上的信號(hào)強(qiáng)度的,比如一臺(tái)FM發(fā)射機(jī)標(biāo)定的頻點(diǎn)為153.000MHz,如果在153M附近2M的位置上看到頻譜反應(yīng)都比較高,說(shuō)明發(fā)射機(jī)的帶寬有2M左右,而且如果發(fā)射機(jī)在發(fā)射時(shí)看到51M、102M、204M、255M等頻率上都有較高起伏,說(shuō)明發(fā)射機(jī)的帶通濾波不良,沒(méi)有濾除三次諧波(以上頻率僅舉例,相關(guān)頻點(diǎn)與發(fā)射機(jī)的倍頻方式有關(guān))。
模擬的頻譜分析儀稱掃頻儀,即相當(dāng)于一臺(tái)不停的變化接收頻率的接收機(jī),然后將各頻率上接收的場(chǎng)強(qiáng)幅度顯示出來(lái)。數(shù)字式的頻譜分析儀是行寬頻采樣,然后通過(guò)DSP做FFT處理實(shí)時(shí)得到頻譜信息。
網(wǎng)絡(luò)分析儀是比較多的,不知道你指的是什么地方用的,但不管是以太網(wǎng)的還是手機(jī)GSM網(wǎng)的等等,只有數(shù)字網(wǎng)絡(luò)才會(huì)用到網(wǎng)絡(luò)分析儀,它是基于協(xié)議的,正常捕獲網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù),然后根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析,例如以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)分析儀中,會(huì)有寬帶占用,發(fā)送包,接收包數(shù)量,TCP包,UDP包,ICMP包,IGMP包等等,用以分析網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流向。例如ARP攻擊可以捕捉分析大量發(fā)送ARP包的MAC和IP。
網(wǎng)絡(luò)分析儀一種能在寬頻帶內(nèi)進(jìn)行掃描測(cè)量以確定網(wǎng)絡(luò)參量的綜合性微波測(cè)量?jī)x器。全稱是微波網(wǎng)絡(luò)分析儀。網(wǎng)絡(luò)分析儀是測(cè)量網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的一種新型儀器,可直接測(cè)量有源或無(wú)源、可逆或不可逆的雙口和單口網(wǎng)絡(luò)的復(fù)數(shù)散射參數(shù),并以掃頻方式給出各散射參數(shù)的幅度、相位頻率特性。自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)分析儀能對(duì)測(cè)量結(jié)果逐點(diǎn)進(jìn)行誤差修正,并換算出其他幾十種網(wǎng)絡(luò)參數(shù),如輸入反射系數(shù)、輸出反射系數(shù)、電壓駐波比、阻抗(或?qū)Ъ{)、衰減(或增益)、相移和群延時(shí)等傳輸參數(shù)以及隔離度和定向度等。

測(cè)試準(zhǔn)備
1.限制性保護(hù):規(guī)定輸入射頻電平和造成性損的電壓值:直流25V,交流峰峰值100V。
2.預(yù)熱:測(cè)試須等到OVER COLD消失。
3.自校:使用三個(gè)月,或重要測(cè)量前,要進(jìn)行自校。
4. 系統(tǒng)測(cè)量配置:配置是測(cè)量之前把測(cè)量的一些參數(shù)輸入進(jìn)去,省去每次測(cè)量都進(jìn)行一次參數(shù)輸入。內(nèi)容:測(cè)試項(xiàng)目、信號(hào)輸入方式(頻率還是頻道)、顯示單位、制式、噪聲測(cè)量帶寬和取樣點(diǎn)、測(cè)CTB、CSO的頻率點(diǎn)、測(cè)試行選通等。配置步驟:按MODE鍵——CABLE TV ANALYZER軟鍵——Setup軟鍵,進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。細(xì)節(jié)為tune config調(diào)諧配置:包括頻率、頻道、制式、電平單位。Analyzer input輸入配置:是否加前置放大器。Beats setup拍頻設(shè)置、測(cè)CTB、CSO的頻點(diǎn)(頻率偏移CTB FRQ offset、CSO FRQ offset)。GATING YES NO是否選通測(cè)試行。C/N setup載噪比設(shè)置:頻點(diǎn)(頻率偏移C/N FRQ offset)、帶寬。

FSU3頻譜分析儀優(yōu)異的射頻性能一直是羅德與施瓦茨頻譜儀的主要特點(diǎn)。R&SFSU繼續(xù)保持這個(gè)傳統(tǒng),提供了如下的射頻性能:
FSU3頻譜分析儀射頻性能:
FSU3頻譜分析儀到3.6GHz的總電平不確定度為0.3dB
FSU3頻譜分析儀到-70dB時(shí)的線形度誤差小于0.1dB
FSU3頻譜分析儀電平精度:
FSU3頻譜分析儀顯示平均本地噪聲:-158 dBm(歸一化到1 Hz),無(wú)預(yù)放
FSU3頻譜分析儀單邊帶相位噪聲typ. -123 dBc/Hz @ 10 kHz 偏移, 中心頻率640 MHz
FSU3頻譜分析儀單邊帶相位噪聲typ. -160 dBc/Hz @ 10 MHz 偏移, 中心頻率640 MHz
FSU3頻譜分析儀三階互調(diào)截?cái)帱c(diǎn)(TOI):典型值+25 dBm
1dB壓縮點(diǎn):+13dBm
WCDMA鄰信道泄漏功率(ACLR)動(dòng)態(tài)范圍為.5 dB,打開(kāi)噪聲修正之后可達(dá)84 dB
IQ下變頻器:
FSU3頻譜分析儀中頻A/D轉(zhuǎn)換的精度為14bit,采樣率32MHz(中頻頻率為20.4MHz)
IQ存儲(chǔ)器容量為2x512 k采樣點(diǎn)
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