现代电子测量-频谱分析仪
频谱分析仪
频谱分析仪的显示样式
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
频率分辨率是频谱分析仪区分两个相邻输入正 弦信号的能力。
影响频谱仪频率分辨率的因素有中频滤波器带 宽、本振的剩余调频和本振的相位噪声，中频滤 波器带宽是起主要作用的因素。
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
如果某个混频信扫频通过IF，则带通滤波器的特性曲线 就会被描绘到显示屏上。
STKspa/RnB2W
在频谱分析仪上所看 到的最小分辨带宽，在 一定程度上是由LO的稳 定性决定的。
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
本振相位噪声 LO的相位噪声调制边带也会在显示器上任何谱分量的两边 出现； 显示的谱分量与相位噪声的幅度之差是LO稳定性的函数， LO越稳定，相位噪声就越低。 该幅度之差还和分辨带宽有关，分辨带宽缩小10倍，则相 位噪声电平减少10dB。
多通道的FFT分析仪可对系统的输人输出信号 或其它多个测量点信号作同相位的数据采集和 分析计算；
频谱分析仪
频谱分析仪的发展
早期的频谱分析仪只是一个具有几个档级滤波器式的频谱 监视器 ；
现代高频频谱仪已变为扫第一本振，扫频宽度大大提高， 称为全景频谱分析仪。
80年代出现了模块化频谱分析仪，有些机型还具有EMC、 CATV、GSM900的测量功能；
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频谱分析仪的频率分辨率
本振相位噪声
相位噪声是限制频谱 分析仪分辨不等幅信 号的因素之一；
分辨两个频率接近的 不等幅信号的但前提 条件是：相位噪声不 能掩盖小信号。
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频谱分析仪的频率分辨率
扫描时间 指扫描一次整个频率量程并完成测量所需要的时间，也称 分析时间; 为了保证测量的准确性，扫描时间不可能任意地缩短。也 就是说，由于其他因素的限制，扫描时间必须适当。
现代电子测量
频域测量
频域测量
频域测量的仪器主要用于测量信号的频谱、功率 谱、相位噪声功率谱等参数，典型的仪器有频谱 分析仪、信号分析仪等。
频域测量
频谱分析仪
频谱分析仪
频谱测量的概念
以频谱形式显 示出所测信号 分解的每个正 弦波的幅度随 频率变化的情 况就是频域测 量。
频谱分析仪
频谱分析仪的用途
频谱分析仪
频谱分析仪的工作原理
如果在IF滤波器带宽内的是一个调幅波信号所有谱线，则 在频谱仪的显示器上将显示出该调幅波的包络。
即频谱分析仪有时域功能可用，此时扫频宽度设置成零扫。
频谱分析仪
频谱分析仪的工作原理
采用数字中频的 技术的频谱分析 仪
频谱分析仪
频谱分析仪的工作原理
采用多级混频的频谱分析仪
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
扫描需要有一定 的时间来充电和放电。 如果混频后的信号分量 扫描太快，则显示出来 的幅度就会减少，频率 也会发生偏移
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频谱分析仪的频率分辨率
扫描时间 扫描时间（ST）与扫频范围（span）、分辨率带宽（RBW） 的关系为：
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频谱分析仪的频率分辨率
滤波器的选择性带宽 能反映相差60dB的两个信 号f1与f2之间的最小频率间 隔即为滤波器的选择性带宽；
滤波器的波形因子指标反 映了频谱仪能区分幅度相差 很大的(60dB)两个频率分量 的能力。
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频谱分析仪的频率分辨率
本振剩余调频
频谱仪LO的稳定性也 是影响频谱分析仪的分 辨率的一个因素；
若两个信号的频率非常接近，则它们所生成的特性曲线就会形成一个 响应峰，就像一个响应一样，这时就不能将两个信号区分开了。
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频谱分析仪的频率分辨率
中频滤波器的参数
中频滤波器的参数主要有： ❖半功率带宽及有效噪声宽 ❖波形因子
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频谱分析仪的频率分辨率
滤波器的半功率带宽及有效噪声带宽
在低频端还有实时频谱分析仪一大类，而且全面走向了数 字化。
频谱分析仪
频谱分析仪的种类
模拟式、数字式、模拟数字混合式； 实时型、非实时型； 恒带宽分析、恒百分比带宽分析； 单通道型、多通道型； 高频、低频。
频谱分析仪
实时频谱分析仪和非实时频谱分析仪
所谓实时分析，是指在长度为T的时间内完成了 频率分辨率达到1／T Hz的谱分析；
频谱分析仪
频谱分析仪的工作原理
目前微波或 高频频谱分析仪 普遍采用的是扫 频超外差的测试 原理, 简化原理 框图如右图所示
频谱分析仪
频谱分析仪的工作原理
频谱分析的 过程如右图所示
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频谱分析仪的工作原理
包络检波器：频谱仪显示的是经包络检波器后的视频信号，检 波器应跟随 IF信号的包络而变化，而不是随 IF正弦波本身的 瞬时值而变。
信号的频谱分析； 信号的基本参数测量； 频率稳定度的测试； 配接天线后用作场强仪，用于EMC测量； 网络测量；
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频谱分析仪的用途
低频频谱分析仪广泛应用于声频、振动与冲击、 机械工程、建筑、医学等领域；
以FFT为核心的频谱仪能提供包括相位谱在内 的各种频谱，可用于信号的时域、领域、幅值 域的各种分析；
半功率带宽即为3dB带宽；
当理想的矩形滤波器在矩 形曲线下的面积与实际滤波 器特性曲线下的面积相等时， 矩形的宽度即为实际滤波器 有效噪声带宽；
常用3dB带宽来代替有效 噪声带宽。
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频谱分析仪的频率分辨率
滤波器的半功率带宽及有效噪声带宽
滤波器的带宽反映了它能 区分两个同样幅值的不同频 率信号的能力；
当两个频率间隔等于滤波 器带宽的等幅信号同时输人 频谱仪时，频谱仪“正好” 能将它们分开，谱图上出现 两个峰，峰谷点之间差3dB
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频谱分析仪的频率分辨率
滤波器的波形因子
波形因于定义为滤波器特 性曲线两侧衰减达60dB的带 宽B60与3dB带宽B3之比； 模拟滤波器的波形因子一 般为15:1，数字滤波器的波 形因子可以做到5:1
频谱分析仪
恒带宽分析与恒百分比带宽分析
恒带宽分析为线性频率刻度，适用于周期信号的 分析和波形失真分析；
恒百分比带宽分析所得频谱的频率轴采用对数刻 度，具有较宽的频率覆盖，能兼顾低频与高频频 段的频率分辨率，适用于噪声类随机信号的连续 形式的谱密度分析。
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恒带宽分析与恒百分比带宽分析
