技術(shù)信息搜索
分 類 導(dǎo) 航
 基礎(chǔ)儀器儀表 |
| 示波器-發(fā)生器 |
| 周邊環(huán)境檢測 |
| 電子元件測試 |
| 電力測量分析 |
| 安全規(guī)則檢測 |
| 實(shí)驗(yàn)分析測試 |
| 靈敏度傳感器 |
| 氣體檢測分析 |
| 水處理及分析 |
| 測繪無損檢測 |
| 專業(yè)工具類 |
聯(lián) 系 我 們
工作時間:
周一至周六 8:30-18:00
北京總部
電話:
010-57798167 010-51299017
節(jié)假熱線:
13261366561
售后維修:
010-51650143
傳真:
010-60235563(銷售部)
地址:
北京大興區(qū)興華大街盈潤大廈2-410
南京分部(專銷江蘇市場)
電話:
025-85792417 025-85750817
13851494890
傳真:
025-83266117
地址:
棲霞區(qū)文范路9號康橋圣菲門面房4號217室
上海分部
電話:
021-51873817 傳真:
021-62123182
地址:
浦東新區(qū)周浦鎮(zhèn)關(guān)岳路
周東村417號-4
重慶辦事處
電話:
023-89236017
傳真:
023-89236017
地址:
重慶市九龍坡區(qū)渝州路4號 一城精英國際大廈14-3號
佛山支援點(diǎn)
電話:
0757-86188531
傳真:
0757-86188531
地址:
佛山市禪城區(qū)平遠(yuǎn)橫街華景苑
26棟505室
深圳支援點(diǎn)
電話:
0755-61281752
傳真:
0755-61281752
地址:
深圳市寶安區(qū)西鄉(xiāng)鎮(zhèn)樂群村3巷2號
代理商售后維修區(qū)域：北京-上海-浙江-廣東-河南-杭州-鄭州-廣州-深圳-佛山-惠州-廈門-汕頭-臺灣-香港-天津-西安-寶雞-杭州-溫州-常州-無錫-蘇州-南京-鎮(zhèn)江-揚(yáng)州-南通-合肥-徐州-常熟-石家莊-太原-呼和浩特-沈陽-長春-哈爾濱-南京-合肥-福州-南昌-濟(jì)南-鄭州-武漢-長沙-廣州-南寧-海口-成都-貴陽-昆明-拉薩-西安-蘭州-西寧-銀川-烏魯木齊-杭州-沈陽-長春-哈爾濱-濟(jì)南-武漢-廣州-南寧-成都-西安-大連-寧波-廈門-青島-深圳-杭州-淮安-連云港-昆山-嘉興-湖州-秦皇島-邯鄲-邢臺-保定-張家口-承德-廊坊-呼和浩特-包頭-鞍山-大慶-錦州-鐵嶺-盤錦-湛江-蕭山-遼寧-淄博-寧夏-綿陽-云南-朝陽-陜西-青海-北海-唐山-吉林-蘇州-昆山-無錫-鎮(zhèn)江-常州-連云港-淮安-淮陰-鹽城-揚(yáng)州-徐州-宜興-江陰-南通-揚(yáng)州-上海-滁州-內(nèi)蒙古-新疆有銷售.北京亦莊開發(fā)區(qū)，天津?yàn)I海開發(fā)區(qū)，秦皇島經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，太原經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，呼和浩特經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，沈陽經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，營口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，大連經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，長春經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，哈爾濱經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，虹橋經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，漕河涇開發(fā)區(qū)，連云港開發(fā)區(qū)，南通開發(fā)區(qū)，昆山開發(fā)區(qū)，南京開發(fā)區(qū)，杭州開發(fā)區(qū)，蕭山開發(fā)區(qū)，溫州開發(fā)區(qū)，寧波開發(fā)區(qū)，蕪湖開發(fā)區(qū)，合肥開發(fā)區(qū)，福州開發(fā)區(qū)，福清融僑開發(fā)區(qū)，東山開發(fā)區(qū)，南昌開發(fā)區(qū)，威海開發(fā)區(qū)，煙臺開發(fā)區(qū)，青島開發(fā)區(qū)，鄭州開發(fā)區(qū)，武漢開發(fā)區(qū)，長沙開發(fā)區(qū)，蘿崗區(qū)開發(fā)區(qū)，廣州南沙開發(fā)區(qū)，惠州大亞灣開發(fā)區(qū)，湛江開發(fā)區(qū)，南寧開發(fā)區(qū)，重慶開發(fā)區(qū)，成都開發(fā)區(qū)，貴陽開發(fā)區(qū)，昆明開發(fā)區(qū)，拉薩開發(fā)區(qū)，西安開發(fā)區(qū)，蘭州開發(fā)區(qū)，西寧開發(fā)區(qū)，銀川開發(fā)區(qū)，烏魯木齊開發(fā)區(qū)，石河子開發(fā)區(qū)，金橋出口加工區(qū)，蘇州工業(yè)園，寧波大榭開發(fā)區(qū)，廈門海滄投資區(qū)，海南洋浦開發(fā)區(qū)。
請與北京電話咨詢
最 新 產(chǎn) 品
頻譜分析儀原理等介紹
[ 2011-3-23 ] [轉(zhuǎn)載請注明來源：就是要儀器網(wǎng) www.us-ats.com]
頻譜分析儀是研究電信號頻譜結(jié)構(gòu)的儀器，用于信號失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號參數(shù)的測量，可用以測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量儀器。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線電頻段的電信號。儀器內(nèi)部若采用數(shù)字電路和微處理器，具有存儲和運(yùn)算功能；配置標(biāo)準(zhǔn)接口，就容易構(gòu)成自動測試系統(tǒng)。
在實(shí)驗(yàn)室和車間最常用的信號測試儀器是電子示波器。人的思維對時間概念比較敏感，每時每刻都與時域事件發(fā)生聯(lián)系，但是信號往往以頻率形式出現(xiàn)，用示波器觀察最簡單的調(diào)幅載波信號也不方便，往往顯示載波時看不清調(diào)制儀，屏幕上獲得的是三條譜線，即載頻和在載頻左右的調(diào)制頻。調(diào)制方式越復(fù)雜，電子示波器越難顯示，頻譜分析器的表達(dá)能力強(qiáng)，頻譜分析儀是名副其實(shí)的頻域儀器的代表。溝通時間一頻率的數(shù)字表達(dá)方法就是傅里葉變換，它把時間信號分解成正弦和余弦曲線的疊加，完成信號由時間域轉(zhuǎn)換到頻率域的過程。
早期的頻譜分析儀實(shí)質(zhì)上是一臺掃頻接收機(jī)，輸入信號與本地振蕩信號在混頻器變頻后，經(jīng)過一組并聯(lián)的不同中心頻率的帶通濾波器，使輸入信號顯示在一組帶通濾波器限定的頻率軸上。顯然，由于帶通濾波器由無源元件構(gòu)成，頻譜分析器整體上顯得很笨重，而且頻率分辨率不高。既然傅里葉變換可把輸入信號分解成分立的頻率分量，同樣可起著濾波器類似的作用，借助快速傅里葉變換電路代替低通濾波器，使頻譜分析儀的構(gòu)成簡化，分辨率增高，測量時間縮短，掃頻范圍擴(kuò)大，這就是現(xiàn)代頻譜分析儀的優(yōu)點(diǎn)了。
矢量信號分析儀是在預(yù)定頻率范圍內(nèi)自動測量電路增益與相應(yīng)的儀器，它有內(nèi)部的掃頻頻率源或可控制的外部信號源。其功能是測量對輸入該掃頻信號的被測電路的增益與相位，因而它的電路結(jié)構(gòu)與頻譜分析儀相似。頻譜分析儀需要測量未知的和任意的輸入頻率，矢量信號分析儀則只測量自身的或受控的已知頻率；頻譜分析儀只測量輸入信號的幅度（標(biāo)量儀器），矢量信號分析儀則測量輸入信號的幅度和相位（矢量儀器）。由此可見，矢量信號分析儀的電路結(jié)構(gòu)比頻譜分析儀復(fù)雜，價位也較高�，F(xiàn)代的矢量信號分析儀也采用快速傅里葉變換，以下介紹它們的異同。
頻譜分析儀和FFT頻譜分析儀
傳統(tǒng)的頻譜分析儀的電路是在一定帶寬內(nèi)可調(diào)諧的接收機(jī)，輸入信號經(jīng)下變頻后由低通濾器輸出，濾波輸出作為垂直分量，頻率作為水平分量，在示波器屏幕上繪出坐標(biāo)圖，就是輸入信號的頻譜圖。由于變頻器可以達(dá)到很寬的頻率，例如30HZ- 30GHZ，與外部混頻器配合，可擴(kuò)展到100GHz以上，頻譜分析儀是頻率覆蓋最寬的測量儀器之一。無論測量連續(xù)信號或調(diào)制信號，頻譜分析器都是很理想的測量工具。
但是，傳統(tǒng)的頻譜分析儀也有明顯的缺點(diǎn)。首先，它只適于測量穩(wěn)態(tài)信號，不適宜測量瞬態(tài)事件；第二，它只能測量頻率的幅度，缺少相位信息，因此屬于標(biāo)量儀器而不是矢量儀器；第三，它需要多種低頻帶通濾波器，獲得的測量結(jié)果要花費(fèi)較長的時間，因此被視為非實(shí)時儀器。
既然通過傅里葉運(yùn)算可以將被測信號分解成分立的頻率分量，達(dá)到與傳統(tǒng)頻譜分析儀同樣的結(jié)果，出現(xiàn)基于快速傅里葉變換（FFT）的頻譜分析儀。這種新型的頻譜分析儀采用數(shù)字方法直接由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）對輸入信號取樣，再經(jīng)FFT處理后獲得頻譜分布圖。據(jù)此可知，這種頻譜分析儀亦稱為實(shí)時頻譜分析儀，它的頻率范圍受到ADC采集速率和FFT運(yùn)算速度的限制。
為獲得良好的儀器線性度和高分辨率，對信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的ADC需要12位 -16位的分辨率，按取樣原理可知，ADC的取樣率最少等于輸入信號最高頻率的兩倍，亦即頻率上限是100MHz的實(shí)時頻譜分析儀需要ADC有 200MS/S的取樣率。目前半導(dǎo)體工藝水平可制成分辨率8位和取樣率4GS/S的ADC或者分辨率12位和取樣率800MS/S的ADC，亦即，原理上儀器可達(dá)到2GHz的帶寬，此時垂直分辨率只有8位（256級），顯然8位分辨率過低，因此，實(shí)時頻譜分析儀適用于400MHz帶寬以下的頻段，此時具有 12位（4096級）以上的分辨率。為了擴(kuò)展頻率上限，可在ADC前端增加下變頻器，本振采用直接數(shù)字事成的振蕩器，這種混合式的頻譜分析儀適合在幾 GHz以下的頻段使用。
FFT的性能用取樣點(diǎn)數(shù)和取樣率來表征，例如用100KS/S的取樣率對輸入信號取樣1024點(diǎn)，則最高輸入頻率是 50KHz和分辨率是50Hz。如果取樣點(diǎn)數(shù)為2048點(diǎn)，則分辨率提高到25Hz。由此可知，最高輸入頻率取決全取樣率，分辨率取決于取樣點(diǎn)數(shù)。FFT 運(yùn)算時間與取樣點(diǎn)數(shù)成對數(shù)關(guān)系，頻譜分析儀需要高頻率、高分辨率和高速運(yùn)算時，要選用高速的FFT硬件，或者相應(yīng)的數(shù)字信號處理器（DSP）芯片。例如，10MHz輸入頻率的1024點(diǎn)的運(yùn)算時間80μs，而10KHz的1024點(diǎn)的運(yùn)算時間變?yōu)?4ms，1KHz的1024點(diǎn)的運(yùn)算時間增加至 640ms。當(dāng)運(yùn)算時間超過200ms時，屏幕的反應(yīng)變慢，不適于眼睛的觀察，補(bǔ)救辦法是減少取樣點(diǎn)數(shù)，使運(yùn)算時間降低至200ms以下。
矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀
對于頻譜分析和電磁干擾測量來說，頻譜分析儀是通信測量儀器中常用的設(shè)備，由于具有大于100dB的動態(tài)范圍、低于-110dBc/Hz的噪聲、 1Hz-100Hz的帶寬、50GHz以上的頻率范圍，能夠接收到極微弱的信號和分辨出兩個幅度相差很大的信號。頻譜分析儀的缺點(diǎn)是只能顯示頻率分量的幅值，而不能獲得信號的相位。對于某些通信元器件和通信鏈路，幅值和相位必須能夠同時測量出來，前者如放大器和振蕩器，后者是第一代至第三代的移動通信。
前面曾提及，為了擴(kuò)大基于FFT的頻譜分析儀的頻率范圍，可在前端增加下變頻器。同樣原理可用于矢量信號分析儀，它是傳統(tǒng)頻譜分析儀與FFT分析儀的結(jié)合，從而獲得在高頻和射頻頻率下的FFT分析能力，同時顯示幅度和相位信息。對于現(xiàn)代通信的數(shù)字調(diào)制分析，以及調(diào)幅/調(diào)頻/調(diào)相的解調(diào)都是非常有效的手段。
頻譜分析儀的變頻前端擴(kuò)展儀器到GHz的頻段，經(jīng)變頻后的輸入信號頻率變成適于FFT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)生的信號混疊，即變換過程中出現(xiàn)的虛假信號。ADC的輸出分成兩路，獲得同相和正交信號，經(jīng)DSP 作時間一頻率的FFT運(yùn)算后由顯示屏獲得頻譜的幅度和相位。
目前儀器公司供應(yīng)的矢量信號分析器的頻率范圍可達(dá)3GHz，測量對象是復(fù)雜的移動通信常用頻段的調(diào)制信號，如GSM、CDMA的基帶特性和載波特性。矢量信號分析儀的測量模式有：標(biāo)量、矢量、數(shù)字解調(diào)和門控測量。觸發(fā)可由基帶輸入信號或由中頻信號調(diào)節(jié)，包括觸發(fā)電平和相位。掃頻方式有單次和連續(xù)，對測量數(shù)據(jù)可多次平均，并用有效值（RMS）、峰值保持和指數(shù)坐標(biāo)指示。
一種新型的矢量信號分析器的重要特性是：頻率范圍-DC--2.7GHz;基帶帶寬--40MHz;中頻帶寬36MHz;率分辨率--0.001HZ;時基準(zhǔn)確度--0.2ppm/年；相位噪聲--97dBc/Hz（載波偏移100Hz）,-122dBc/Hz（載波偏移1khz）幅度范圍 -45-+20dBm；幅度準(zhǔn)確度--正負(fù)2dB；三階互調(diào)失真---70dB。應(yīng)用領(lǐng)域是衛(wèi)星通信、擴(kuò)頻跳頻通信、點(diǎn)到點(diǎn)通信、以及頻率監(jiān)控和搜索。以移動通信的碼分多址（CDMA）來說，利用配套的分析軟件，可以獲得：
發(fā)射機(jī)的平均載波功率
功率隨時間的變化
相位和頻率誤差
鄰近信道功率比
偽隨機(jī)噪聲序列的調(diào)制精度
近距離寄發(fā)生發(fā)射頻率
頻譜測量和波形測量
在無線基站或移動電話的產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)品檢驗(yàn)中，矢量信號分析儀可按多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對GSM、CDMA等的發(fā)射機(jī)和手機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的精度和動態(tài)范圍測量。在CDMA等通信產(chǎn)品生產(chǎn)中，只利用連續(xù)測量是不夠的，利用數(shù)字調(diào)制信號可方便地測出輸出功率和失真等重要參數(shù)。
矢量信號分析儀采用Windows平臺，容易通過外接微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和交換，Windows平臺便于性能升級和利用其他工程設(shè)計工具，熟識的圖形界面可縮短學(xué)習(xí)時間，留出更多的時間進(jìn)行測量和應(yīng)用各種設(shè)計及測試工具。
數(shù)字存儲示波器的頻譜測量
數(shù)字存儲示波器（DSO）的前端就是ADC變換，因而同樣具有頻譜分析能力，通過標(biāo)準(zhǔn)或選購的FFT模塊獲得頻譜分析特性。應(yīng)該指出，DSO主要特點(diǎn)是時域測量，帶寬100MHz的產(chǎn)品具有10位以上的垂直分辨率，帶寬500MHz的產(chǎn)品只有8位的分辨率，亦即在分辨率上低于頻譜分析儀的12位-16 位。DSO的前置放大器和衰減器引入瞬態(tài)失真，容易在頻譜圖上表現(xiàn)為低電平的譜波噪聲。
特別是高頻數(shù)字在存儲示波器，它采用交疊的ADC來提高取樣率，例如每塊ADC的取樣率是1Gs/s，兩塊疊加起來獲得2Gs/s的取樣率。這是簡便的提高有效帶寬的辦法，但用于頻譜顯示時，各ADC的線性度、增益、頻率響應(yīng)和取樣定時稍有差別，都會在取樣時鐘脈沖交疊取樣過程中引入頻譜失真，相當(dāng)多了一組Fs/N的取樣脈沖，這里Fs是基本取樣頻率，N是交疊的ADC數(shù)。這種電路自身產(chǎn)生的混疊信號不容易用濾波器消除，用DSO測量高頻信號時要非常小心在頻譜圖上出現(xiàn)的混疊信息。例如，利用上述兩塊取樣率 1Gs/s ADC構(gòu)成的DSO來觀察100MHz正弦波時，會在900、1100MHz附近出現(xiàn)虛假信號。由此可見，DSO觀察時域信號是最好的儀器，由于頻域變換后往往出現(xiàn)虛假信號，測量頻譜特性時一定要注意“去偽存真”。
小結(jié)
頻譜分析儀的頻率范圍最寬，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的幅值。矢量信號分析儀頻率范圍較低，利用FFT的特點(diǎn)能夠同時獲得幅度和相位，特別地第一、二、三代移動通信，包括蜂窩、GSM和CDMA設(shè)備的測量。
早期的頻譜分析儀實(shí)質(zhì)上是一臺掃頻接收機(jī)，輸入信號與本地振蕩信號在混頻器變頻后，經(jīng)過一組并聯(lián)的不同中心頻率的帶通濾波器，使輸入信號顯示在一組帶通濾波器限定的頻率軸上。顯然，由于帶通濾波器由無源元件構(gòu)成，頻譜分析器整體上顯得很笨重，而且頻率分辨率不高。既然傅里葉變換可把輸入信號分解成分立的頻率分量，同樣可起著濾波器類似的作用，借助快速傅里葉變換電路代替低通濾波器，使頻譜分析儀的構(gòu)成簡化，分辨率增高，測量時間縮短，掃頻范圍擴(kuò)大，這就是現(xiàn)代頻譜分析儀的優(yōu)點(diǎn)了。
矢量信號分析儀是在預(yù)定頻率范圍內(nèi)自動測量電路增益與相應(yīng)的儀器，它有內(nèi)部的掃頻頻率源或可控制的外部信號源。其功能是測量對輸入該掃頻信號的被測電路的增益與相位，因而它的電路結(jié)構(gòu)與頻譜分析儀相似。頻譜分析儀需要測量未知的和任意的輸入頻率，矢量信號分析儀則只測量自身的或受控的已知頻率；頻譜分析儀只測量輸入信號的幅度（標(biāo)量儀器），矢量信號分析儀則測量輸入信號的幅度和相位（矢量儀器）。由此可見，矢量信號分析儀的電路結(jié)構(gòu)比頻譜分析儀復(fù)雜，價位也較高�，F(xiàn)代的矢量信號分析儀也采用快速傅里葉變換，以下介紹它們的異同。
頻譜分析儀和FFT頻譜分析儀
傳統(tǒng)的頻譜分析儀的電路是在一定帶寬內(nèi)可調(diào)諧的接收機(jī)，輸入信號經(jīng)下變頻后由低通濾器輸出，濾波輸出作為垂直分量，頻率作為水平分量，在示波器屏幕上繪出坐標(biāo)圖，就是輸入信號的頻譜圖。由于變頻器可以達(dá)到很寬的頻率，例如30HZ- 30GHZ，與外部混頻器配合，可擴(kuò)展到100GHz以上，頻譜分析儀是頻率覆蓋最寬的測量儀器之一。無論測量連續(xù)信號或調(diào)制信號，頻譜分析器都是很理想的測量工具。
但是，傳統(tǒng)的頻譜分析儀也有明顯的缺點(diǎn)。首先，它只適于測量穩(wěn)態(tài)信號，不適宜測量瞬態(tài)事件；第二，它只能測量頻率的幅度，缺少相位信息，因此屬于標(biāo)量儀器而不是矢量儀器；第三，它需要多種低頻帶通濾波器，獲得的測量結(jié)果要花費(fèi)較長的時間，因此被視為非實(shí)時儀器。
既然通過傅里葉運(yùn)算可以將被測信號分解成分立的頻率分量，達(dá)到與傳統(tǒng)頻譜分析儀同樣的結(jié)果，出現(xiàn)基于快速傅里葉變換（FFT）的頻譜分析儀。這種新型的頻譜分析儀采用數(shù)字方法直接由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）對輸入信號取樣，再經(jīng)FFT處理后獲得頻譜分布圖。據(jù)此可知，這種頻譜分析儀亦稱為實(shí)時頻譜分析儀，它的頻率范圍受到ADC采集速率和FFT運(yùn)算速度的限制。
為獲得良好的儀器線性度和高分辨率，對信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的ADC需要12位 -16位的分辨率，按取樣原理可知，ADC的取樣率最少等于輸入信號最高頻率的兩倍，亦即頻率上限是100MHz的實(shí)時頻譜分析儀需要ADC有 200MS/S的取樣率。目前半導(dǎo)體工藝水平可制成分辨率8位和取樣率4GS/S的ADC或者分辨率12位和取樣率800MS/S的ADC，亦即，原理上儀器可達(dá)到2GHz的帶寬，此時垂直分辨率只有8位（256級），顯然8位分辨率過低，因此，實(shí)時頻譜分析儀適用于400MHz帶寬以下的頻段，此時具有 12位（4096級）以上的分辨率。為了擴(kuò)展頻率上限，可在ADC前端增加下變頻器，本振采用直接數(shù)字事成的振蕩器，這種混合式的頻譜分析儀適合在幾 GHz以下的頻段使用。
FFT的性能用取樣點(diǎn)數(shù)和取樣率來表征，例如用100KS/S的取樣率對輸入信號取樣1024點(diǎn)，則最高輸入頻率是 50KHz和分辨率是50Hz。如果取樣點(diǎn)數(shù)為2048點(diǎn)，則分辨率提高到25Hz。由此可知，最高輸入頻率取決全取樣率，分辨率取決于取樣點(diǎn)數(shù)。FFT 運(yùn)算時間與取樣點(diǎn)數(shù)成對數(shù)關(guān)系，頻譜分析儀需要高頻率、高分辨率和高速運(yùn)算時，要選用高速的FFT硬件，或者相應(yīng)的數(shù)字信號處理器（DSP）芯片。例如，10MHz輸入頻率的1024點(diǎn)的運(yùn)算時間80μs，而10KHz的1024點(diǎn)的運(yùn)算時間變?yōu)?4ms，1KHz的1024點(diǎn)的運(yùn)算時間增加至 640ms。當(dāng)運(yùn)算時間超過200ms時，屏幕的反應(yīng)變慢，不適于眼睛的觀察，補(bǔ)救辦法是減少取樣點(diǎn)數(shù)，使運(yùn)算時間降低至200ms以下。
矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀
對于頻譜分析和電磁干擾測量來說，頻譜分析儀是通信測量儀器中常用的設(shè)備，由于具有大于100dB的動態(tài)范圍、低于-110dBc/Hz的噪聲、 1Hz-100Hz的帶寬、50GHz以上的頻率范圍，能夠接收到極微弱的信號和分辨出兩個幅度相差很大的信號。頻譜分析儀的缺點(diǎn)是只能顯示頻率分量的幅值，而不能獲得信號的相位。對于某些通信元器件和通信鏈路，幅值和相位必須能夠同時測量出來，前者如放大器和振蕩器，后者是第一代至第三代的移動通信。
前面曾提及，為了擴(kuò)大基于FFT的頻譜分析儀的頻率范圍，可在前端增加下變頻器。同樣原理可用于矢量信號分析儀，它是傳統(tǒng)頻譜分析儀與FFT分析儀的結(jié)合，從而獲得在高頻和射頻頻率下的FFT分析能力，同時顯示幅度和相位信息。對于現(xiàn)代通信的數(shù)字調(diào)制分析，以及調(diào)幅/調(diào)頻/調(diào)相的解調(diào)都是非常有效的手段。
頻譜分析儀的變頻前端擴(kuò)展儀器到GHz的頻段，經(jīng)變頻后的輸入信號頻率變成適于FFT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)生的信號混疊，即變換過程中出現(xiàn)的虛假信號。ADC的輸出分成兩路，獲得同相和正交信號，經(jīng)DSP 作時間一頻率的FFT運(yùn)算后由顯示屏獲得頻譜的幅度和相位。
目前儀器公司供應(yīng)的矢量信號分析器的頻率范圍可達(dá)3GHz，測量對象是復(fù)雜的移動通信常用頻段的調(diào)制信號，如GSM、CDMA的基帶特性和載波特性。矢量信號分析儀的測量模式有：標(biāo)量、矢量、數(shù)字解調(diào)和門控測量。觸發(fā)可由基帶輸入信號或由中頻信號調(diào)節(jié)，包括觸發(fā)電平和相位。掃頻方式有單次和連續(xù)，對測量數(shù)據(jù)可多次平均，并用有效值（RMS）、峰值保持和指數(shù)坐標(biāo)指示。
一種新型的矢量信號分析器的重要特性是：頻率范圍-DC--2.7GHz;基帶帶寬--40MHz;中頻帶寬36MHz;率分辨率--0.001HZ;時基準(zhǔn)確度--0.2ppm/年；相位噪聲--97dBc/Hz（載波偏移100Hz）,-122dBc/Hz（載波偏移1khz）幅度范圍 -45-+20dBm；幅度準(zhǔn)確度--正負(fù)2dB；三階互調(diào)失真---70dB。應(yīng)用領(lǐng)域是衛(wèi)星通信、擴(kuò)頻跳頻通信、點(diǎn)到點(diǎn)通信、以及頻率監(jiān)控和搜索。以移動通信的碼分多址（CDMA）來說，利用配套的分析軟件，可以獲得：
發(fā)射機(jī)的平均載波功率
功率隨時間的變化
相位和頻率誤差
鄰近信道功率比
偽隨機(jī)噪聲序列的調(diào)制精度
近距離寄發(fā)生發(fā)射頻率
頻譜測量和波形測量
在無線基站或移動電話的產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)品檢驗(yàn)中，矢量信號分析儀可按多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對GSM、CDMA等的發(fā)射機(jī)和手機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的精度和動態(tài)范圍測量。在CDMA等通信產(chǎn)品生產(chǎn)中，只利用連續(xù)測量是不夠的，利用數(shù)字調(diào)制信號可方便地測出輸出功率和失真等重要參數(shù)。
矢量信號分析儀采用Windows平臺，容易通過外接微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和交換，Windows平臺便于性能升級和利用其他工程設(shè)計工具，熟識的圖形界面可縮短學(xué)習(xí)時間，留出更多的時間進(jìn)行測量和應(yīng)用各種設(shè)計及測試工具。
數(shù)字存儲示波器的頻譜測量
數(shù)字存儲示波器（DSO）的前端就是ADC變換，因而同樣具有頻譜分析能力，通過標(biāo)準(zhǔn)或選購的FFT模塊獲得頻譜分析特性。應(yīng)該指出，DSO主要特點(diǎn)是時域測量，帶寬100MHz的產(chǎn)品具有10位以上的垂直分辨率，帶寬500MHz的產(chǎn)品只有8位的分辨率，亦即在分辨率上低于頻譜分析儀的12位-16 位。DSO的前置放大器和衰減器引入瞬態(tài)失真，容易在頻譜圖上表現(xiàn)為低電平的譜波噪聲。
特別是高頻數(shù)字在存儲示波器，它采用交疊的ADC來提高取樣率，例如每塊ADC的取樣率是1Gs/s，兩塊疊加起來獲得2Gs/s的取樣率。這是簡便的提高有效帶寬的辦法，但用于頻譜顯示時，各ADC的線性度、增益、頻率響應(yīng)和取樣定時稍有差別，都會在取樣時鐘脈沖交疊取樣過程中引入頻譜失真，相當(dāng)多了一組Fs/N的取樣脈沖，這里Fs是基本取樣頻率，N是交疊的ADC數(shù)。這種電路自身產(chǎn)生的混疊信號不容易用濾波器消除，用DSO測量高頻信號時要非常小心在頻譜圖上出現(xiàn)的混疊信息。例如，利用上述兩塊取樣率 1Gs/s ADC構(gòu)成的DSO來觀察100MHz正弦波時，會在900、1100MHz附近出現(xiàn)虛假信號。由此可見，DSO觀察時域信號是最好的儀器，由于頻域變換后往往出現(xiàn)虛假信號，測量頻譜特性時一定要注意“去偽存真”。
小結(jié)
頻譜分析儀的頻率范圍最寬，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的幅值。矢量信號分析儀頻率范圍較低，利用FFT的特點(diǎn)能夠同時獲得幅度和相位，特別地第一、二、三代移動通信，包括蜂窩、GSM和CDMA設(shè)備的測量。
上一篇: 關(guān)于PON
下一篇: 激光指向儀
產(chǎn)品推薦
相關(guān)技術(shù)文章
儀器儀表分類推薦
儀器儀表
里氏硬度計-硬度儀
超聲波測厚儀-漆膜測厚儀
生化培養(yǎng)箱-恒溫培養(yǎng)箱
真空烘箱-電烘箱-熱風(fēng)循環(huán)烘箱
手持式激光測距儀
羅維朋比色計-測色儀-色差計
電力質(zhì)量分析儀-電能質(zhì)量分析儀
有毒性氣體檢測儀-有害氣體報警儀
農(nóng)藥殘毒快速檢測儀
漏電斷路器測試儀
防輻射檢測儀-電磁輻射測試儀
數(shù)字萬用表
鉗型表-鉗形表-漏電流鉗表
高壓數(shù)字兆歐表
微電阻計-微歐計-微歐表
聲級計-音量計-噪音計
輻照計-照度表-照度計-照度儀
紅外成像儀/熱像儀
數(shù)字示波器
紅外線測溫儀-測溫表
分析天平-電子天平
木材水分測試儀-水份測定儀
硫化氫檢測儀/H2S檢測儀
煙氣分析儀-煙氣檢測儀
PH計-酸堿度計-ORP測試儀
超聲波探傷儀
絕緣電阻測試儀-絕緣測試儀
波形存儲記錄儀
氧氣檢測儀/O2測試儀
多種氣體檢測儀-復(fù)合氣體測試儀
SF6氣體檢測儀
液體流量計
地下管線探測儀
地下金屬探測儀
探地雷達(dá)
燃?xì)夤艿佬孤z測儀
電力電纜故障定位儀
硬度計
測厚儀
探傷儀
電阻率測試儀
萬用表
直流穩(wěn)壓電源
電池測試儀
便攜式紅外測溫儀
電壓表與功率表
蓄電池測試儀器
絕緣電阻測試儀/兆歐表
水質(zhì)安全分析儀
酸度計
電導(dǎo)率儀
多參數(shù)水質(zhì)分析儀
溶解氧儀
離子濃度計
水質(zhì)安全檢測儀
可燃?xì)怏w檢測
氧氣檢測儀
有毒氣體檢測儀
甲醛檢測儀
二氧化碳檢測儀
復(fù)合氣體檢測儀