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示波器在時(shí)域測得近似方波的信號(hào)
信號(hào)的頻譜分布實(shí)際上就是測量結(jié)果在頻域上的反映,頻域和時(shí)域的關(guān)系如圖1所示。示波器在時(shí)域測得近似方波的信號(hào),經(jīng)過傅里葉變換被分解為基波和高達(dá)11次奇次諧波。當(dāng)用頻譜分析儀從頻域觀察時(shí),能夠識(shí)別出所有頻率組成。以圖1為例,基波、3次諧波、5次諧波和11次諧波可以被區(qū)分出來。由此可以看出,時(shí)域和頻域是從不同角度對(duì)同一個(gè)信號(hào)的描述。
頻譜分析儀的工作原理就像一個(gè)帶寬接收機(jī),帶寬范圍從幾十KHz
頻譜分析儀的工作原理就像一個(gè)帶寬接收機(jī),帶寬范圍從幾十KHz或幾十MHz開始。接收機(jī)的功能是將輸入信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換為檢測回路能處理的頻段,正如我們所知的外差法。圖2位帶寬接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu),包括一個(gè)混頻器、一個(gè)本機(jī)振蕩器(LO)和一個(gè)帶通濾波器。本機(jī)振蕩器產(chǎn)生一個(gè)混頻振蕩信號(hào)?;祛l器將輸入信號(hào)與本機(jī)振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)混合在一起,總信號(hào)就包括兩種信號(hào)的和與差。量信號(hào)之差成為中頻(IF),它是檢測回路使用的部分信號(hào)。帶通濾波器濾掉信號(hào)中不需要的成分,然后將僅留下的IF傳到檢測和顯示單元。頻譜分析儀本質(zhì)上是一個(gè)帶寬接收機(jī),因此需要不只一次的頻率轉(zhuǎn)換。次數(shù)由頻率范圍、頻率分辨率和RBW濾波器決定。
將衰減器置于射頻輸入路徑,擴(kuò)寬了輸入信號(hào)準(zhǔn)位的動(dòng)態(tài)范圍或?qū)︻l
將衰減器置于射頻輸入路徑,擴(kuò)寬了輸入信號(hào)準(zhǔn)位的動(dòng)態(tài)范圍或?qū)︻l譜分析儀增添了更多的輸入保護(hù)。參考圖3,衰減器將來自混頻器(RF中部)的信號(hào)準(zhǔn)位限制在一定范圍內(nèi),如果輸入信號(hào)超過參考準(zhǔn)位,將會(huì)引起測量誤差或偽噪聲,這就是為什么某些頻譜分析儀會(huì)在特定信號(hào)條件下列出儀器規(guī)格,包括混頻器中具體的信號(hào)準(zhǔn)位。 頻譜分析儀的頻率范圍寬,靈敏度高,非常適于通信設(shè)備和鏈路的頻率分布測量,缺點(diǎn)是只能獲得輸入信號(hào)的幅值.矢量信號(hào)分析儀頻率范圍較低,利用FFT的特點(diǎn)能夠同時(shí)獲得幅度和相位,特別地、二、三代移動(dòng)通信,包括蜂窩、GSM和CDMA設(shè)備的測量.
頻譜分析儀的變頻前端擴(kuò)展
頻譜分析儀的變頻前端擴(kuò)展儀器到GHz的頻段,經(jīng)變頻后的輸入信號(hào)頻率變成適于FFr處理的頻段,電路中的濾波器與頻譜分析儀的濾波器不同,這里的濾波器不是選擇性的,而防止ADC變換過程產(chǎn)生的信號(hào)混疊,即變換過程中出現(xiàn)的信號(hào)。ADC的輸出分成兩路,獲得同相和正交信號(hào),經(jīng)DSP作時(shí)間一頻率的F町運(yùn)算后由顯示屏獲得頻譜的幅度和相位。