频谱分析仪原理学习
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雖是電子專業出身,但在學生期間用頻譜儀的次數比較少,連使用都不順暢更加不會想到去研究它的原理。但現在的工作主要就是檢測接收機,每天和頻譜儀 接收機各種設備打交道,有必要也很樂意的研究下各個設備的工作原理。
講解頻譜儀原理的書籍有很多,讀的第一本是師傅 給我的安捷倫的《頻譜分析原理 》
接著又自己看了《R&S的頻譜分析原理》,相較于安捷倫 R&S? 更加注重從理論分析,個人更喜歡R&S的資料。
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最初人們通過示波器看信號的時域波形,但為了查看主信號及諧波等信息,便出現了頻域的概念。
頻譜儀的發展歷程也是一樣的,由從時域轉換成頻域 ? 轉換成? 直接分析頻域? 再到最后的? 超外差式
1、傅里葉分析儀(FFT分析儀)
信號的頻譜是受其時域特性決定的,傅里葉分析儀顧名思義就是對時域信號進行傅里葉變換,將時域信號轉換成頻域信號進行分析。要對時域信號完全準確的分析,就需要無限期的對時域信號進行分析。由于無法實現,便出現了,對時域信號進行 采樣的處理方法。為了保證采樣的有效性(能夠通過頻域恢復時域信號,不產生偽信號),對采樣率提出一定要求。
?根據香農定理,采樣頻率至少高于輸入信號帶寬的2倍。
對于經過低通濾波器的信號,所需的最小采樣率是由最高信號頻率決定的,采樣率至少高于最高信號頻率的2倍。
對于時域信號的采集不能是無限的,實際是采用固定的采樣數N的,這一過程就 加窗。
對采樣值的頻譜計算稱為 離散傅里葉變換(DFT),這種方法要求? 1 ) 信號必須是周期信號 2) 分析時間必須是信號周期的整數倍 否則會出現信號涂抹 即 “泄露效應” 。
實際的應用中限制 FFT分析儀的是 A/D轉換器,由于要求 采樣頻率 , 處理高頻信號時 A/D轉換器很難實現。
便促進了直接對頻域進行分析。
2、 使用可調諧的帶通濾波器的頻譜分析儀
由于A/D轉換器的限制帶寬,FFT分析儀僅適合測量低頻信號。直接使用可調諧的帶通濾波器,將要濾波器通帶調諧到欲分析的頻率。濾波器的帶寬對應 頻譜儀的分辨率,帶寬越窄 分辨率越低,(可調濾波器的帶寬相對于中心頻率是個常數,隨著中心頻率的增加帶寬增加,即最小分辨率增加)。要實現窄帶的 可調范圍覆蓋全頻段的濾波器是不可能實現的。進而產生了超外差式頻譜儀,通過混頻將中頻固定在一個頻率,解決濾波器這一難題。
3. 超外差式頻譜儀
----混頻器
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1,視頻濾波(低通濾波器):
? 用途:頻譜儀顯示的為信號+底噪,(當視頻濾波器的帶寬小于,中頻濾波器的帶寬時,會對顯示信號進行平滑處理)視頻濾波對于噪聲效果較為明顯,對大信號影響不大。噪聲的平滑程度,隨視頻濾波帶寬/分辨率帶寬 的比值增大 而變差。比值小于0.01時效果較好。掃描時間:ST=K(span)/[(RBW)(VBW)]
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?減小視頻濾波帶寬可以降低噪聲峰值,平均噪聲值不變。
2,軌跡平均:對頻譜多次掃描,求平均,與平均檢波不同。
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二、數字中頻 ?
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???
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低噪放:
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還在學習中.......
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總結
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