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频谱分析仪测试重要设置
------视频带宽（VBW）
根据测试信号的要求设置RBW VBW设置处于自动状态
BW
视频滤波器
视频滤波前测试显示结果 视频滤波后测试显示结果
• 视频带宽可自动和手动设置，自动状态下，VBW由RBW决定 • VBW设置影响信号显示频谱的平滑和测试速度 • 减小VBW提高噪声背景下点频信号测试的灵敏度
• Peak检波方式： 取值每个区间最大幅值。适合CW 信号及信号搜索测试
• Sample检波方式;取值每个区间的固定时间点。适合于噪声信号测试
• Neg Peak检波方式：取值每个区间的最小幅值。适合于小信号测试
• Auto检波方式：按最大和最小交替取值，适合包含正弦和噪声成分的信号分析
• Avg检波方式：功率测量取值由多个包络电平值的平均得到，适合噪声和
•当滤波器带宽小时,其响应时间会变长。仪表扫描速度相应变慢 •扫频测试中，将扫描时间设置为自动方式
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频谱仪测试灵敏度
Apparent Signal
Actual S/N
频谱仪内部混频器及各级放大器会产生噪声, 通过检波器会反映为显示白噪声电平 (DANL)
测试速度 扫描速度，接口数据传输速度
（测试的效率，检测瞬变信号的能力）
分析功能 提供通道功率，信号带宽，谐波失真等参数
（基于频谱测试，提供完整的信号参数）
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影响频率分辨率性能的因素
RBW
本振寄生调频
中频滤波器矩形系数
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频谱分析仪测试的重要设置
----分辨带宽（RBW）
BW
根据测试的信号带宽和信号 类型设置扫频范围（Span） RBW设置处于自动状态
中频滤波器
输入信号频谱特性 中频滤波器带宽
(RBW)
频谱分析仪显示
• 分辨带宽可自动和手动设置，自动状态下，RBW由测量扫频宽度（Span）决定 • RBW影响频谱仪的显示噪声电平，频率分辨率和测试速度 • 根据测试信号的灵敏度和频率分辨率要求设置RBW
Displayed
S/N 频谱仪显示信号=输入信号+内部噪声
CW Signal
powers = powers+n - powern [mW]
修正参数
Measured noise level relative to internal
noise 1 dB
3 dB 5 dB 10 dB 15 dB 20 dB
• 输入衰减器可自动和手动设置，自动状态下，衰减器设值受参考电平设值影响 • 通过衰减器设置来调整频谱仪内部电路的工作电平。保证信号的信噪比 • 频谱分析仪内部输入衰减器和中频放大器保持联动关系， • 中频放大器自动补偿衰减作用，输入信号测量结果不会受衰减器设置的影响 • 频谱仪内部产生的失真和噪声会随着输入衰减设值的影响
影响频谱仪灵敏度的因素
---- VBW
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VBW影响显示 噪声电平的方差， 减小VBW得到其平 均值
减小VBW有利于噪 声背境下CW信号 检测
提高频谱仪灵敏度的技术方法
H 最小RBW设值 H 最小衰减器设值 H 减少VBW H 前置放大器(增益>噪声系数）
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不同平均方式对噪声信号测试的影响
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不同信号功率测量状态设置
被测信号
检波 平均处理方式 VBW处理 Trace Avg
•
类似噪声信号的平均功率测试。
• Avg 检波方式下，平均处理的方式分为：Power， Log， Voltage
• Avg检波方式可减少显示信号的抖动，扫描速度越高，平均效果越明显
• 功率平均的取值方式称为均方根检波方式（RMS）
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频谱仪检波方式
Auto Couple
电压
对信号包络的采样点
抽取处理
检波方式
Peak Neg Peak Rose/fall Avg Sample
显示结果
频率/时间段
频率分段范围=Span/(测量点数-1) 测试时间段=扫描时间/（测量点数-1）
Phase noise
Fast Tuning
f < 30 kHz f > 30 kHz
本振相位噪声在频域上表现为信号频谱噪声边带
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频谱分析仪的测试速度
RBW的影响
Sweep Meas Uncal
过快扫描速度引起 的错误频谱测试
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频谱分析仪基本性能指标
频率 l 工作频率范围 （检测宽频带信号的能力）
l 频率分辨率
(分辨频率间隔信号能力)
幅度
l 测量动态范围
l 内部失真 (测量大信号能力)
l 灵敏度
(测量小信号能力)
测试精度 频率测量精度，幅度测量精度（测试结果的准确度）
Agilent 频谱分析仪 基本原理介绍
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安捷伦产品技术培训课程
典型的信号测试
信号类型
连续波信号
信号的信息内容
模拟调制信号 数字调制信号
噪声信号
连续稳定信号
信号存在形式
周期变化信号 瞬变单次信号
随机信号
Log 平均与功率平均 结果不相同 窄VBW及trace平均为 Log 平均，测量时 变信号时存在误差
RMS 检波等效为功率平均
功率平均处理（Power Averaging ） (也称为均方根检波方式 RMS) =( log{Avg [10 P1/10+ 10P2/10+10P3/10…..]}) “平均结果的对数处理“
信号分析技术简介
信号分析方法
分析技术
典型测试参数
频域测试 时域测试 解调测试
分析信号包含的频率成分。各 频率分量的频率和功率参数
信号功率，信号占用频率 带宽，信号带外杂散，信 号邻道功率比
分析信号参数随时间变化过程 信号功率控制过程，锁相 环频率锁定时间
信号的调制特性，信号的调制 模拟调频信号调制失真，
• 电压平均 — 电压平均处理后转化为功率 – 适合于脉冲信号上升下降时间测量 – EMI测试应用，宽带干扰背景下窄带信 号的测试
• 功率平均 — 线性值功率平均后转化为对数 – 信号平均功率测量 – 噪声或类似噪声信号的测试
视频平均处理（Video Averaging ） =(Avg [P1+ P2+P3 ....]) “对数值的平均处理 ”
SA的频谱测量技术
扫频式频谱仪
FFT频谱仪
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滤波器扫描测试
A
ff 12
f
并行滤波器组处理
A
ff 12
f
频谱仪测试的重要设置
------输入衰减器/参考电平
输入衰减器 中频放大器
Amplitude
根据被测信号功率大小 设置参考电平， 衰减器设值为自动状态
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影响频谱仪灵敏度的因素
---- RBW
10kHz RBW 3kHz RBW 1kHz RBW
噪声电平随RBW 按 RBW1
10log----------
RBW2 规律变化
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精度
数字调制信号矢量误差
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频谱分析技术
• 频谱仪工作原理 • 频谱仪性能指标
测试频率范围，频率分辨率 测试灵敏度，测试动态范围 测试速度 测量检波方式 测试精度
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不同平均检波方式的处理过程
6 dBm 0 dBm
被测信号
4 mW 1 mW
Log 平均 结果
= 3 dBm=(0 dBm + 6 dBm)/2
功率平均 结果
= 3.98 dBm=(1 mW + 4 mW)/2 = 2.5 mW
• Log平均 — 对数功率平均处理 – 窄 VBW, trace 平均 – 适合于低电平CW信号测试
信号的存在格式
模拟信号 模拟基带IQ信号 数字信号
典型信号
系统时钟信号，频率合成器输出信号 调频广播信号，雷达脉冲调制信号 卫星通信信号，移动通信信号 放大器热噪声 正弦波信号 TDMA信号，雷达信号 发射机开机过程 噪声信号 无线发射和接收信号 接收机中IQ解调器输出信号 ADC处理输出信号
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