频谱分析仪基础培训教材
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频谱分析基础培训
频谱分析仪性能指标 截止点(T.O.I)
频谱分析仪性能指标 1-dB 压缩点
频谱分析仪性能指标 动态范围
频谱分析仪性能指标 最大无互调范围或最大谐波抑制
频谱分析仪性能指标 频率测量精度
I 光标读数：
I ±(频率读数X参考频率误差+0.5%X频率跨度+10%X分辨带宽+最 后显示位X1/2)
锯齿波发生器
检波器 y
x
显示
频谱分析仪工作原理
中频滤波器:数字滤波器
Anti aliasing
bandpass 12 bit
IF 20.4 MHz
A D
Q mixer
IF
I
Lowpass filter
LO 90°
I mixer Q
filter coefficients Lowpass filter
理想高斯滤波器 (数字)
1.415 * B3dB
1.065 * B3dB
频谱分析仪性能指标 显示的噪声本底依赖于RF衰减器
频谱分析仪性能指标 显示的噪声本底依赖于与RBW带宽
A=10lg(RBWnew/RBWold)
频谱分析仪性能指标 接收机的非线性特性
频谱分析仪性能指标 三阶互调产物的鉴别
RFAtt
RF 衰减器
-2.5 dB 修正因子 (对数定标的平均)
不同的滤波器6 dB带宽和等效噪声带宽与 3 dB带宽的关系
滤波器类型
6 dB 带宽 等效噪声带宽
4-极点滤波器 （模拟）
1.480 * B3dB
1.129 * B3dB
5-极点滤波器 （模拟）
1.464 * B3dB
1.114 * B3dB
频谱分析仪的使用——教材
（4）跟踪发生器
输出频率范围： 0.15MHz～1050MHz
输出电平范围： －50～+1dBm(10dB 步进和可变调节）
输出衰减器： 0～40dB（4×10dB)
精度（衰减器）：±1dB
输出阻抗：
50Ω（BNC）
频率范围：
0.15~1050MHz
频率响应：
±1.5dB
射频干扰（射频 I）:＜20dBc （5）其它 AM 解调输出 负载阻抗：＞8Ω 2. 仪器说明 AT5011 频谱分析仪的操作旋钮（如图 4-2 所示）说明如下：
实验四 频谱分析仪的使用
4.1 频谱分析仪的简介
传统上，特别是在频率相对较低的情况下，观察电气信号是用一台示波器， 也就是显示电信号随时间变化的函数 x(t)。事实上，普通示波器只能显示稳态的 周期信号的变化。
然而，对时域波形函数 x(t) 的观测并不总是那样容易得到需要的结果，即使 那些形式比较简单，可以用初等函数及其组合表示的时域波形函数，也不容易一 目了然地看出它的成份。这时借助频谱分析的方法往往可以获得比较好的结果。 另一方面，从工程实际上看，并非所有器件和电路的特性都可以用时域来完全表 征。许多电路元件，诸如放大器、振荡器、混频器、调制器、检波器和滤波器， 能最好表征其特性的是频响函数。这时在频域进行观测可以得最好的结果。
瞬变响应。实时频谱仪顾名思义可同时显示在其测量范围内的信号各分量的幅 度，这保持了信号的时间属性，以致可以显示出相位信号信息。实时频谱仪可以 显示瞬变响应，也可显示周期和随机的信号。
扫频超外差式频谱仪实际上是超外差接收机和示波器的组合，它的基本方框 图如图 4-1 所示。被测信号(频率为 fS)经过直接输入或衰减输入在混频器中和机 内的本振频率(频率为 fP)的 N 次谐波进行谐波混频，获得中频信号 f0＝NfP-fS；经
频谱分析仪PPT课件
产品型号 生产厂家 频率范围 频率读出
分辨率带宽
噪声边带 显示范围 频率响应 噪声电平 卡读写器 功能扩充
AV4031 电子第41所 50kHz~22GHz ±5MHz
1kHz~3MHz
-95dBc/Hz 80dB ±2dB -107dBm
无 无
AV4032 电子第41所 9kHz~26.5GHz ±510Hz 1GHz处
频谱分析仪讲义提纲
1、频谱仪基础 2、频谱仪基本概念 3、频谱仪原理实现 4、频谱仪基本指标 5、频谱仪基本测量 6、频谱仪误差分析 7、频谱仪基本操作 8、频谱仪基本使用
频谱分析仪基础
频谱仪发展史
粗略扫中频的频谱监视器 扫本振的全景接收机 智能频谱分析仪 多功能频谱分析仪 高性能频谱分析仪
频谱仪主要用途
视频检波
中频信号频谱噪仪声经电平包络(1检kH波z) 器后有四中视频检波方式
动态范围 dBc
3R0EDF
P4EA0K
-40dBm
2D
L5OG0
10
ROSENFEL功L 率dB6/0 检波 (dB) 70
ATTEN 10 dB
3D
3D
功率 (dB)
2D 二阶2失D 真 正3峰D值检波
三阶失真
8f0 2f 3f
基础：对被测信号自身应有一定的了解。 一般：对被测信号应知道所在的频段范围内。 高级：对被测信号一无所知。
大范围内搜索
频谱分析仪基本测量
调制信号测量
调幅信号
调频信号
脉冲信号
扫频测量 时域测量 FFT变换
频域测量 Bessel函数法
Haberly法
窄带测量 宽带测量
频谱分析仪基本测量
频谱仪培训 安捷伦
检波器
当显示大的频率跨度时,一 个象素点包含了相对较大子段 的频谱信息,由于频谱仪第一级本振的调整步长 取决于分辨率 带宽,这样多个取样点[测试结果值]会落在一个象素点上,象 素 点显示什么样的数值取决于检波器的检波方式,
举个例子,当测试一GHz～七.二五GHz的频谱时,RBW等 于一0MHz,频率跨度 为六.二五GHz,频谱仪显示了六二五点,实 际上一个显示点[象素点]代表了一0MHz 信号带宽 的频谱,假设 本振以RBW/一0为步进,那么每一0MHz带宽的输入信 号测试 了一0次,在整个带宽内一共测试了六二五0次,中心频率分别为 一.00一GHz、 一.00二GHz、一.00三GHz...... 七.二四八GHz、 七.二四八GHz、七.二五GHz,但是显示点只有 六二五个,那么 一个显示点代表这一0MHz频带 的一0次测量结果值,到底代表 哪 一次或者哪几次结果的合成就由检波器来决定,
前端面板概述
按键介绍
按键介绍
顶部面板介绍
按键介绍
按键介绍
显示屏标注
按键介绍
按键介绍
SYS 系统键 通过系统键可以设置语言,文件的保存/读取,设置 时间日期, MODE 模式键 置频谱仪为特定操作模式,用上/下键选择操作方式, MEAS 测量键 激活相关测量功能的菜单,占用带宽、邻道功率泄漏 比,信道功率的测量,
按键介绍
TRACE 迹线键 按此键可进入用于控制和存储轨迹信息的菜单,每条轨
迹由存有幅度信息的一系列数据点组成,随着每次扫描,频谱仪 对任何有效轨迹刷新其信息,
BW/SWP带
宽/扫宽键 激活跟分辨带宽和扫描相关的功能菜单,菜单包括： 分辨带宽、视频带宽、最大保持、平均值和检波,选择其中任 何一个键都会弹出一组和该选择相关的步骤,
频谱分析仪培训资料-1(new)
衰减器设值大 噪声电平高
0dB
Professional Agilent Instrument Distributor
32
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
10log---------RBW2
规律变化
RBW1
Professional Agilent Instrument Distributor
30
频谱仪测试灵敏度
混频器
检波器
输入 信号
中频滤波器
LO
扫描
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)
Professional Agilent Instrument Distributor
31
影响频谱仪灵敏度的因素
--- 衰减器设值
20dB 10dB
Professional Agilent Instrument Distributor
14
扫频式频谱仪组成框图
频谱仪主要功能是显示和测量输入信号的频谱分布和幅值
RF输入 衰减器 中频 放大器 中频 滤波器 检波器
混频器
RF 输入 IF 对数 放大器
预选滤波器 / 低通滤波器
本振 （压控振荡器）
LO
Professional Agilent Instrument Distributor
9
信号与频谱分析基本概念
数字调制信号频谱：测量信道功率、相邻信道功 率比、占用带宽等
Professional Agilent Instrument Distributor
10
0dB
Professional Agilent Instrument Distributor
32
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
10log---------RBW2
规律变化
RBW1
Professional Agilent Instrument Distributor
30
频谱仪测试灵敏度
混频器
检波器
输入 信号
中频滤波器
LO
扫描
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)
Professional Agilent Instrument Distributor
31
影响频谱仪灵敏度的因素
--- 衰减器设值
20dB 10dB
Professional Agilent Instrument Distributor
14
扫频式频谱仪组成框图
频谱仪主要功能是显示和测量输入信号的频谱分布和幅值
RF输入 衰减器 中频 放大器 中频 滤波器 检波器
混频器
RF 输入 IF 对数 放大器
预选滤波器 / 低通滤波器
本振 （压控振荡器）
LO
Professional Agilent Instrument Distributor
9
信号与频谱分析基本概念
数字调制信号频谱：测量信道功率、相邻信道功 率比、占用带宽等
Professional Agilent Instrument Distributor
10
【A734】手持式频谱分析仪培训资料
Ref Level(F1) 激活状态 - 按下Amp 键后激活为default - 别的 menu 处于激活时不能变更设定，按F1 键 激活后才能输入.
Ref Level(F1) 输入窗口 - 激活状态下按下数字键会出现输入窗口. - 输入需要的reference level后按下‘Enter’完成输入. - 关闭输入窗口是按下ESC.
Description Y-axis的 Top value 设置 Y-axis 的每格的间距设置 以dBm scale来显示 Amplitude 以Watts scale来显示Amplitude 内部 Attenuator 设置变更 Preamp On 状态设置 Preamp Off 状态设置 测量结果会 补偿设定的Ref Offset后显示
100kHz-4.4GHz 0Hz-4.3999GHz
输入需要设定的 Stop Frequency Span会根据 Stop Frequency 变化而改变
输入需要设定的 CF Step
A734
基本使用方法
❖ Frequency
利用数字键的输入
1 取得激活 2 频率输入窗口open
3 Center frequency 输入 4 Unit 键 or Enter 键
Zero Span(F3) Time 设置 - 激活状态下按下数字键后出现输入窗口. - 设定需要的Time后, 按下‘Enter’完成设定. - 关闭输入窗口时按下ESC.
A734
基本使用方法
❖ Amplitude
Amp
F1
Ref Level
0.00 dBm
F2
Scale / Div
10.00 dB
- 按下 Freq 键 激活为default
《频谱分析仪讲》课件
航空航天
在航空航天领域， 频谱分析仪被广泛 应用于飞行器通信 和雷达系统的频谱 分析和故障诊断。
电磁兼容性 测试
频谱分析仪可以用 于评估电磁兼容性， 检测和分析电子设 备之间的干扰情况。
音频分析
音频分析包括音频 信号的频谱分布、 谐波失真、杂散和 噪声等特性的分析。
五、频谱分析仪的市场现状与趋势
1 全球频谱分析仪市
分析范围不足
分析范围可以通过选用具有更大频率范围的 频谱分析仪来解决。
信号干扰
信号干扰可能会影响频谱分析结果，可以通 过优化测量环境、屏蔽干扰源等方式来解决。
校准问题
频谱分析仪的校准非常重要，可以定期进行 校准或选择具备自动校准功能的仪器。
七、总结与展望
频谱分析仪的发展 历程
频谱分析仪经过多年的发展， 已经成为电子测量领域中不 可或缺的重要工具。
未来发展方向
未来频谱分析仪将继续向更 高频率、更高精度、更智能 化的方向发展。
重点关注领域
未来频谱分析仪在5G通信、 物联网、射频芯片等领域将 发挥重要作用。
Res BW、VID BW、 RBW
Res BW指的是分辨带宽， VID BW指的是视频带宽， RBW指的是实时带宽。
信噪比、动态范围、 相位噪声
这些参数描述了频谱分析 仪的性能，包括信号与噪 声的比例、动态范围以及 相位噪声水平。
四、频谱分析仪的典型应用
无线电通信
频谱分析仪用于无 线电通信系统的频 谱监测、无线电干 扰分析等应用。
《频谱分析仪讲》PPT课 件
#ห้องสมุดไป่ตู้频谱分析仪讲
一、频谱分析仪的基本概念
频谱分析仪的定义
频谱分析仪是一种测量电信号频谱分布的仪器，用于分析信号的幅度和频率特性。
频谱分析仪培训资料
信号处理
对雷达和导航信号进行频谱分析 ，提取目标信息，实现目标检测
、跟踪和识别。
干扰识别
在复杂电磁环境中，频谱分析仪 用于识别和定位干扰源，提高雷
达和导航系统的抗干扰能力。
性能评估
评估雷达和导航设备的性能指标 ，如距离分辨率、速度分辨率和
测角精度等。
频谱分析仪在音频领域的应用
音频质量分析
检测音频信号的失真度和噪声水平，评估音频质 量。
混频
将输入信号与本振信号混频，得 到中频信号。
结果显示
在显示器上显示测量结果，如幅 度谱和相位谱。
检波
将中频信号转换为直流信号或低 频信号，便于测量和显示。
中频放大
对中频信号进行放大，提高信号 的幅度。
频谱分析仪的测量参数
01
02
03
04
频率范围
频谱分析仪能够测量的频率范 围，通常由滤波器和混频器决
频谱分析仪在电子测量领域的应用
信号完整性测试
在高速数字电路中，频谱分析仪 用于分析信号的频域特性，检测
信号失真和噪声。
频响测试
测量电子设备的频率响应，评估其 性能指标和稳定性。
电磁兼容性测试
检测电子设备是否符合电磁兼容性 标准，确保设备正常工作且不对其 他设备造成干扰。
频谱分析仪在雷达与导航领域的应用
作用
频谱分析仪广泛应用于通信、雷 达、电子对抗、卫星导航、无线 电监测等领域，是电子工程师进 行信号分析和调试的重要工具。
频谱分析仪的种类与特点
种类
根据工作原理和应用场景，频谱分析仪可分为扫频式、实时式、矢量信号分析 仪等类型。
特点
扫频式频谱分析仪具有频率覆盖范围广、分辨率高等特点，实时式频谱分析仪 则具有快速响应和实时监测能力，矢量信号分析仪则能够进行信号调制和解调 等复杂信号处理。
频谱仪基本使用频谱分析仪基本操作
用频率跟踪减小扫宽
REF PEAK LOG 10 dB/ SPAN 200 kHz .0 dBm ATTEN 10 dB MKR-TRK 300.0015 MHz -20.04 dBm
WA SB SC FC CORR
CENTER 300.0015 MHz #RES BW 3 kHz
VBW 3
kHz
SPAN 200.0 kHz SWP 100 msec
Emin
频谱分析仪基本测量
调幅信号 FFT变换测量调幅信号
MARKER D 1kHz -26dB
DdB
fm
频谱分析仪基本测量
调频信号 频域法测量调频信号
MARKER D 1.0 kHz -40dB
频谱分析仪基本测量
调频信号 Bessel函数法测调频信号
MARKER D 100Hz
频谱分析仪基本测量
三阶失真
f
2f
3f
2f1-f2 f1
取样检波 f2 2f2-f1
(a) 二阶失真
CENTER 300 MHz RES BW 1 MHz
（ b 三阶失真
SPAN 500 MHz SWP 50 msec
-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 混频器输入电平
VBW 1 MHz
预选器的特点：
SELECT 1 2 3 4 MAKER ON OFF Mark Menus 1 More of 2
MAKER PK--PK Peak Menus 2 More of 2
MARKER CF MAKER AMPTD MK TRACE AUTO ABC MK READ F T I P MARK ALL OFF 2 More of 2 MAKER D NEXT PEAK NEXT PEAKRIGHT NEXT PEAK LEFT 1 More of 2
REF PEAK LOG 10 dB/ SPAN 200 kHz .0 dBm ATTEN 10 dB MKR-TRK 300.0015 MHz -20.04 dBm
WA SB SC FC CORR
CENTER 300.0015 MHz #RES BW 3 kHz
VBW 3
kHz
SPAN 200.0 kHz SWP 100 msec
Emin
频谱分析仪基本测量
调幅信号 FFT变换测量调幅信号
MARKER D 1kHz -26dB
DdB
fm
频谱分析仪基本测量
调频信号 频域法测量调频信号
MARKER D 1.0 kHz -40dB
频谱分析仪基本测量
调频信号 Bessel函数法测调频信号
MARKER D 100Hz
频谱分析仪基本测量
三阶失真
f
2f
3f
2f1-f2 f1
取样检波 f2 2f2-f1
(a) 二阶失真
CENTER 300 MHz RES BW 1 MHz
（ b 三阶失真
SPAN 500 MHz SWP 50 msec
-70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 混频器输入电平
VBW 1 MHz
预选器的特点：
SELECT 1 2 3 4 MAKER ON OFF Mark Menus 1 More of 2
MAKER PK--PK Peak Menus 2 More of 2
MARKER CF MAKER AMPTD MK TRACE AUTO ABC MK READ F T I P MARK ALL OFF 2 More of 2 MAKER D NEXT PEAK NEXT PEAKRIGHT NEXT PEAK LEFT 1 More of 2
频谱分析仪培训
频谱分析仪培训标题：频谱分析仪培训引言频谱分析仪是一种用于信号分析和频谱测量的电子测试设备，广泛应用于无线通信、电子工程、雷达系统等领域。
为了提高工程师和技术人员在实际工作中的频谱分析仪操作技能，本培训旨在提供全面、系统的频谱分析仪知识，帮助学员熟练掌握频谱分析仪的使用方法和技巧。
第一章：频谱分析仪的基本原理1.1 频谱分析仪的定义频谱分析仪是一种用于测量和分析电磁波频谱特性的电子测试设备，能够显示信号的幅度、频率、相位等参数。
1.2 频谱分析仪的工作原理频谱分析仪通过接收输入信号，对其进行频率分析，并将分析结果以图形或数据形式显示出来。
其核心部分包括：射频前端、本振、混频器、滤波器、检波器、显示单元等。
第二章：频谱分析仪的操作与使用2.1 频谱分析仪的硬件连接（1）连接射频电缆：将待测信号通过射频电缆连接至频谱分析仪的输入端口。
（2）连接外部设备：如计算机、打印机等，以便于数据传输和结果打印。
2.2 频谱分析仪的软件设置（3）设置中心频率：根据待测信号的频率范围，设置合适的中心频率。
（4）设置分辨率带宽：选择合适的分辨率带宽，以获得所需的频谱分辨率。
（5）设置参考电平：根据待测信号的幅度，设置合适的参考电平。
2.3 频谱分析仪的测量与数据分析（6）进行频谱测量：启动频谱分析仪，对输入信号进行测量。
（7）分析测量结果：观察频谱分析仪显示的频谱图，分析信号的幅度、频率、相位等参数。
第三章：频谱分析仪的应用实例3.1 无线通信系统测试利用频谱分析仪对无线通信系统的信号进行测试，分析信号的频率、幅度、调制方式等参数，以确保通信系统的正常运行。
3.2 雷达系统测试利用频谱分析仪对雷达系统的发射和接收信号进行测试，分析信号的频率、幅度、相位等参数，以评估雷达系统的性能。
3.3 电子设备干扰分析利用频谱分析仪对电子设备产生的干扰信号进行测试，分析干扰信号的频率、幅度等参数，以找出干扰源并进行整改。
第四章：频谱分析仪的维护与保养4.1 保持设备清洁：定期清洁频谱分析仪的外壳和接口，防止灰尘和污垢影响设备性能。
频谱仪基础教程及产品介绍
• 幅度测量分为绝对测量和相对测量。绝对幅度是 信号的功率或电压的电平。相对幅度是两个电平 间的差值。大多数频谱仪应用采用相对测量。下 表列出了典型频谱仪的幅度不确定度因素。
19
2.2 频谱仪分类
• 按照工作原理分，频谱有两种基本的类型：实时 频谱仪和扫频调谐式频谱仪。
• 实时频谱仪包括多通道滤波器（并联型）频谱仪 和FFT频谱仪。
• 扫频调谐式频谱仪包括扫描射频调谐型频谱仪和 超外差式频谱仪。
20
2.2.1 实时频谱仪
• 实时频谱仪能同时显示其现实频率内的所有频 率分量，而且保留了相位信息，不仅能分析周 期信号、随机信号，而且能分析瞬时信号，显 示相位关系。 a. 多通道频谱仪：信号同时送到每一个滤波器， 滤波器的输出表示输入信号中进该滤波器通带 内的那部分能量，显示出是各滤波器通带内的 信号的合成信号。 优点：速度快，可构成实时测量系统。 缺点：由于受滤波器数量及带宽限制，这类 频谱仪主要工作在音频范围。
32
• e. IF GAIN( 中频增益) 用于调节IF信号进IF滤波器的幅度大小，包括中 频放大器和衰减器，通过改变中频增益而改变参 考电平。现在的频谱仪一般都是中频增益和RF输 入衰减器保持联动，以使在改变RF输入衰减器时， 参考电平保持不变。
• f. IF滤波器 是一带通滤波器,可看成是一个探测信号的窗口, 它的带宽也叫作频谱仪的分辨率带宽(RBW)，通 常中频带宽越小越好，因为RBW减小，分辨信号 的能力就越强，同时提高了信噪比（SNR），但 同时扫描时间也会增加，所以选择RBW要根据实 际情况确定。
43
图22 传统频谱仪的工作过程
44
2.4 实际频谱仪的一些改进。 • 2.4.1 多次混频
实际的频谱仪常常用到2～4混频，如图23所示,使 IF下降到最终一个合适的频率，比如DS8831Q最 终的IF是36MHz。
19
2.2 频谱仪分类
• 按照工作原理分，频谱有两种基本的类型：实时 频谱仪和扫频调谐式频谱仪。
• 实时频谱仪包括多通道滤波器（并联型）频谱仪 和FFT频谱仪。
• 扫频调谐式频谱仪包括扫描射频调谐型频谱仪和 超外差式频谱仪。
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2.2.1 实时频谱仪
• 实时频谱仪能同时显示其现实频率内的所有频 率分量，而且保留了相位信息，不仅能分析周 期信号、随机信号，而且能分析瞬时信号，显 示相位关系。 a. 多通道频谱仪：信号同时送到每一个滤波器， 滤波器的输出表示输入信号中进该滤波器通带 内的那部分能量，显示出是各滤波器通带内的 信号的合成信号。 优点：速度快，可构成实时测量系统。 缺点：由于受滤波器数量及带宽限制，这类 频谱仪主要工作在音频范围。
32
• e. IF GAIN( 中频增益) 用于调节IF信号进IF滤波器的幅度大小，包括中 频放大器和衰减器，通过改变中频增益而改变参 考电平。现在的频谱仪一般都是中频增益和RF输 入衰减器保持联动，以使在改变RF输入衰减器时， 参考电平保持不变。
• f. IF滤波器 是一带通滤波器,可看成是一个探测信号的窗口, 它的带宽也叫作频谱仪的分辨率带宽(RBW)，通 常中频带宽越小越好，因为RBW减小，分辨信号 的能力就越强，同时提高了信噪比（SNR），但 同时扫描时间也会增加，所以选择RBW要根据实 际情况确定。
43
图22 传统频谱仪的工作过程
44
2.4 实际频谱仪的一些改进。 • 2.4.1 多次混频
实际的频谱仪常常用到2～4混频，如图23所示,使 IF下降到最终一个合适的频率，比如DS8831Q最 终的IF是36MHz。
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© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
©2003 / Jian Luo / 12
频谱分析仪工作原理
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
©2003 / Jian Luo / 13
频谱分析仪工作原理 2、外差式扫描分析仪
可调的带宽滤波器 可调
超外差式扫描调谐接收机
低通 滤波器 a (t) H f
衰减器
混频器 IF
中频 放大器
中频 滤波器 对数 放大器
RF
f LO
检波器
视频滤波器 压控 振荡器 锯齿波 发生器 显示 参考振荡器
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础 ©2003 / Jian Luo / 17
©2003的信号
红色踪迹： RBW=30 kHz
红色踪迹： RBW=30 kHz
蓝色踪迹： RBW= 3 kHz
蓝色踪迹： RBW= 3 kHz
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
©2003 / Jian Luo / 33
©2003 / Jian Luo / 36
频谱分析仪性能指标 频谱分析仪的固有噪声
LDANL DANL10Hz 10dB (10 lg
LDANL DANL RBWNoise RFAtt -2.5 dB
RBWNoise )dB RFATT 2.5dB Hz
平均显示噪声电平 规定的平均噪声电平 (R&S 数据表: RBW=10 Hz, RFATT = 0 dB) RBW滤波器的等效噪声带宽 RF 衰减器 修正因子 (对数定标的平均)
频谱分析仪工作原理 衰减器
RF
IF
Lo
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
©2003 / Jian Luo / 20
频谱分析仪工作原理
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
©2003 / Jian Luo / 21
频谱分析仪工作原理 混频器
显示的噪声本底依赖于与RBW带宽
A=10lg(RBWnew/RBWold)
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
©2003 / Jian Luo / 39
频谱分析仪性能指标 接收机的非线性特性
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
A RAM D FFT
x(t)
Display
最大频率范围受限于AD变换器的带宽 快速的信号处理要求合理的更新率 窄的分辨带宽减少了扫描时间
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
©2003 / Jian Luo / 25
频谱分析仪工作原理 视频滤波器
包络检波器 混频器 中频滤波器 视频滤波器
©2003 / Jian Luo / 37
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
频谱分析仪性能指标 显示的噪声本底依赖于RF衰减器
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
©2003 / Jian Luo / 38
频谱分析仪性能指标
检波器
锯齿波
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©2003 / Jian Luo / 14
频谱分析仪工作原理 超外差式扫描调谐分析仪
RF IF
Input
Lo
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优点: 小波形因子 => 更高的灵敏度 快速扫描 更高的带宽精度 测量可以得到更高的电平精度 用于噪声或类噪声信号 没有温度或老化漂移
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频谱分析仪工作原理 中频滤波器: FFT 滤波器
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频谱分析仪性能指标
3、频谱分析仪的特性
滤波器特性 相位噪声（频谱纯度） 接收机的固有噪声 系统非线性 1dB压缩点 动态范围 测量精度
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频谱分析仪性能指标
分辨滤波器特性
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频谱分析仪性能指标 不同分辨带宽的滤波器对测试结果的影响
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频谱分析仪性能指标 最小扫描时间
TSweep
Span k RBW 2
最小扫描时间 频率扫描跨度 分辨带宽 (3 dB 带宽) k 因子, 2.5 模拟滤波器
TSweep Span RBW k
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输入
中频放大器
对数放大器
视频滤波器 (平滑)
检波器
本地振荡器 y x 显示 锯齿波发生器
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频谱分析仪工作原理
“对数检波器”
检波器
线性/对数查找表： 有效值、平均值检波器 线性
最大 峰值
视 频 信 号
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信号分析及频谱分析概述 失真信号：谐波失真、非谐波失真、杂散
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频谱分析仪工作原理 频谱仪的类型 1、傅立叶分析仪
A A
DD
RAM RA M
FFT FFT
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信号分析及频谱分析概述 数字调制信号：信道功率、相邻信道功率比、占有带宽等
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信号分析及频谱分析概述 噪声信号：噪声功率、相位噪声
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最小 峰值 采样
对数 微 处理器 显示
有效值
检波器的选择
水平轴 500个 像素点
平均值
平均值检波器
有效值检波器
U AV
“线性检波器”
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1 N ui N i 1
U RMS
1 N 2 ui N i 1
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12 bit
LO
A D
90°
filter coefficients Lowpass filter
I 2 + Q2
IF envelope voltage
I mixer
Q
32 MHz
IF LO
filter coefficients NCO
特点: 真正的高斯形状 波形因子4.6 最小扫描时间 k = 1 通过补偿可以达 到
频谱分析仪性能指标
扫描时间对频率和电平测量误差的影响
测试结果未校准!
蓝色踪迹： 电平和频率产生误差
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频谱分析仪性能指标 相位噪声
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RF fin
Input
IF
Lo
Flo - Fin
Flo + Fin
fin
flo
flo
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频谱分析仪工作原理
中频滤波器
模拟滤波器 包络检波器 视频滤波器
混频器 数字滤波器
对数放大器 放大器
信号分析及频谱分析概述 周期信号的频谱
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信号分析及频谱分析概述 模拟调制信号：AM、FM、PM的调制指数和调制频率等
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检波器 输入 中频放大器 FFT 滤波器 y 本地振荡器 x
锯齿波发生器
显示
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频谱分析仪工作原理 中频滤波器:数字滤波器
Lowpass filter
Q mixer
IF
I
Anti aliasing bandpass IF 20.4 MHz