频谱分析仪基础解析
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2020/11/7
改变衰减器
来判断频谱仪测试结果的真实性。
2020/11/7
提高频谱仪幅度测量精度的方法
内部自校 设置参考电平，使被测信号电平尽可能接近参考电平 频响误差修正
2020/11/7
提高频谱仪频率测量精度的方法
计数器功能
计数器方式下，频谱仪频率测量精度和扫频宽度无关。
2020/11/7
频谱分析仪测量信号的频率信息，包括频率，功 率，谐波失真，杂波干扰，信号的相位噪声谱， 器件的噪声系数高级的频谱分析仪还可以实现对 各种调整格式的解调。 包括ASK，PSK，FSK，QPSK，QAM，OFDM，画出 解调后信号的星座图（Constellation diagram）， 误差向量幅度（EVM），分析幅度和相位误差等。
频率显示范围
起始频率 终止频率 中心频率 频率跨度
频率显示分辨率
RBW 分辨带宽
电平显示范围
参考电平
扫描时间
2020/11/7
影响频率分辨率的主要因素
2020/11/7
RBW表示中频滤波器的3dB带宽
单点频信号在频率仪上测量显示结果为中频滤波器的频谱形状
2020/11/7
RBW对频谱仪分辨率的影响
频谱分析仪基础
1.频谱分析的基本概念 2. 频谱分析仪的基本原理 3. 频谱分析仪的基本指标 4. 影响频谱分析仪性能的因素
信号与频谱分析基本概念
信号的波形信息
信号的频域信息
信号的矢量域信息
2
示波器实现时域信号的实时测量，可以测量信 号的幅度，峰峰值，有效值，平均值，上升时 间，下降时间，周期，频率，脉冲宽度，脉冲 周期，脉冲超调量，振铃，稳态幅度，数字信 号的眼图，以及其它一些波形细节参数，是宽 带测量仪器，示波器的带宽，数字示波器的AD 采样频率决定了测量信号的最大带宽。
数字调整信号 模拟调整信号
信号与频谱分析基本概念
信号与频谱分析基本概念
10
信号与频谱分析基本概念
11
信号与频谱分析基本概念
12
信号与频谱分析基本概念
13
信号与频谱分析基本概念
14
信号与频谱分析基本概念
dB和dBm的定义
15
扫频式频谱仪结构框图
频谱仪可以显示和测量输入信号的频谱分布和幅度。
规律变化
2020/11/7
影响频谱仪灵敏度的主要因素
VBW影响显示
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 在噪声背景下检 测CW信号。
2020/11/7
频谱分析仪的性能指标
内部失真
2020/11/7
频谱分析仪产生内部失真的原因
混频器以及内部其它电路产生的非线性失真
矢量网络分析仪可以测量向量信号，包括信号的 幅度，相位，扫描系统或器件的传输幅频响应和 相频响应，测量驻波比，测量系统或器件反射系 数，特征阻抗，测量史密斯圆图等。
信号与频谱分析基本概念
信号与频谱分析基本概念
7
信号与频谱分析基本概念
周期信号
单载波信号 扫描信号
非周期信号
瞬态信号 噪声信号
调制信号
2020/11/7
中频滤波器矩形系数的影响
频谱仪分辨不等幅信号的能力
2020/11/7
本振寄生调频对测量的影响
频率分析仪的最小频率分辨带宽，一定程度上由本 地振荡信号的稳定性决定。
寄生调频是描述本振稳定性的一个指标。
2020/11/7
本振相位噪声对测量的影响
相位噪声决定本振信号的线宽，决定对不同幅度的频率分量 的分辨能力。
相位噪声显示和分辨率带宽RBW的设置有关。
本振相位噪声在频域上表现为信号频谱的噪声边带
2020/11/7
频谱仪测试的灵敏度
2020/11/7
影响频谱仪灵敏度的主要因素
衰减器设置
衰减器设置值 越大，噪声电 平越高。
2020/11/7
影响频谱仪灵敏度的主要因素
RBW
噪声电平随RBW按照
10logRBW1/RBW2
2020/11/7
2020/11/7
2020/11/7
2020/11/7
附录
2020/11/7
频谱仪的工作原理
包络检波器 作用是将中频信号转换成基带信号或视频 信号。
2020/11/7
频谱仪的工作原理
检波方式
数字化检波类型
2020/11/7
频谱仪的工作原理
视频滤波器
2020/11/7
频谱仪的主要性能指标
频率
工作频率范围- 测量信号的频率范围（最大频率，最小频率） 频率分辨率- 测量信号的最小频率间隔
2020/11/7
结论：1.RBW越小，数字滤波器的带宽越窄，频率选择性（频率 分辨率）越高。
2.RBW越小，等效噪声带宽越小，频谱仪的本底噪声越低， 检测微弱信号的能力越强。
3. RBW越小，在频率扫描宽度一定的前提下（SPAN一定 时），频率扫描的速度越慢。
因此根据输入信号的强度，频率检测的精度选择合适的RBW值。
16
频谱仪的工作原理
输入衰减器，中频放大器
扩大输入信号的动态范围。保证输入到混频器的信 号幅度在一定范围内，防止混频器过载，增益压缩，信 号畸变。
17
混频器
频谱仪的工作原理
频谱仪的工作原理
中频滤波器
ຫໍສະໝຸດ Baidu
RBW表示中频滤波器的带宽，可以影响频率选择性， 信噪比，频率扫描速度。在数字式频谱分析仪中由数字 滤波器实现。
2020/11/7
非线性引起失真信号的变化规律
为减小频谱仪内部失真，混频器应尽量工作在低电平，应加大衰减 值。
2020/11/7
无失真测试动态范围
在内部失真和噪声电平之间进行折中。
2020/11/7
频谱分析仪动态范围指标定义
2020/11/7
提高频谱仪灵敏度的方法
1.RBW设置为最小。 2.衰减器衰减值设置为最小。 3. VBW设置为最小。 4.前置放大器的噪声系数最小。（增益大 于噪声系数）
幅度
测量输入信号的动态范围- 可以测量的最大信号和最小信号 20log10(Vmax/Vmin)或者10log10(Pmax/Pmin)
灵敏度-可以检测的最小信号的功率 内部失真-可以检测的最大信号的功率
测试精度 幅度精度 频率精度
扫描速度
2020/11/7
频谱仪的主要性能指标
2020/11/7
频谱仪的主要参数设置
改变衰减器
来判断频谱仪测试结果的真实性。
2020/11/7
提高频谱仪幅度测量精度的方法
内部自校 设置参考电平，使被测信号电平尽可能接近参考电平 频响误差修正
2020/11/7
提高频谱仪频率测量精度的方法
计数器功能
计数器方式下，频谱仪频率测量精度和扫频宽度无关。
2020/11/7
频谱分析仪测量信号的频率信息，包括频率，功 率，谐波失真，杂波干扰，信号的相位噪声谱， 器件的噪声系数高级的频谱分析仪还可以实现对 各种调整格式的解调。 包括ASK，PSK，FSK，QPSK，QAM，OFDM，画出 解调后信号的星座图（Constellation diagram）， 误差向量幅度（EVM），分析幅度和相位误差等。
频率显示范围
起始频率 终止频率 中心频率 频率跨度
频率显示分辨率
RBW 分辨带宽
电平显示范围
参考电平
扫描时间
2020/11/7
影响频率分辨率的主要因素
2020/11/7
RBW表示中频滤波器的3dB带宽
单点频信号在频率仪上测量显示结果为中频滤波器的频谱形状
2020/11/7
RBW对频谱仪分辨率的影响
频谱分析仪基础
1.频谱分析的基本概念 2. 频谱分析仪的基本原理 3. 频谱分析仪的基本指标 4. 影响频谱分析仪性能的因素
信号与频谱分析基本概念
信号的波形信息
信号的频域信息
信号的矢量域信息
2
示波器实现时域信号的实时测量，可以测量信 号的幅度，峰峰值，有效值，平均值，上升时 间，下降时间，周期，频率，脉冲宽度，脉冲 周期，脉冲超调量，振铃，稳态幅度，数字信 号的眼图，以及其它一些波形细节参数，是宽 带测量仪器，示波器的带宽，数字示波器的AD 采样频率决定了测量信号的最大带宽。
数字调整信号 模拟调整信号
信号与频谱分析基本概念
信号与频谱分析基本概念
10
信号与频谱分析基本概念
11
信号与频谱分析基本概念
12
信号与频谱分析基本概念
13
信号与频谱分析基本概念
14
信号与频谱分析基本概念
dB和dBm的定义
15
扫频式频谱仪结构框图
频谱仪可以显示和测量输入信号的频谱分布和幅度。
规律变化
2020/11/7
影响频谱仪灵敏度的主要因素
VBW影响显示
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 在噪声背景下检 测CW信号。
2020/11/7
频谱分析仪的性能指标
内部失真
2020/11/7
频谱分析仪产生内部失真的原因
混频器以及内部其它电路产生的非线性失真
矢量网络分析仪可以测量向量信号，包括信号的 幅度，相位，扫描系统或器件的传输幅频响应和 相频响应，测量驻波比，测量系统或器件反射系 数，特征阻抗，测量史密斯圆图等。
信号与频谱分析基本概念
信号与频谱分析基本概念
7
信号与频谱分析基本概念
周期信号
单载波信号 扫描信号
非周期信号
瞬态信号 噪声信号
调制信号
2020/11/7
中频滤波器矩形系数的影响
频谱仪分辨不等幅信号的能力
2020/11/7
本振寄生调频对测量的影响
频率分析仪的最小频率分辨带宽，一定程度上由本 地振荡信号的稳定性决定。
寄生调频是描述本振稳定性的一个指标。
2020/11/7
本振相位噪声对测量的影响
相位噪声决定本振信号的线宽，决定对不同幅度的频率分量 的分辨能力。
相位噪声显示和分辨率带宽RBW的设置有关。
本振相位噪声在频域上表现为信号频谱的噪声边带
2020/11/7
频谱仪测试的灵敏度
2020/11/7
影响频谱仪灵敏度的主要因素
衰减器设置
衰减器设置值 越大，噪声电 平越高。
2020/11/7
影响频谱仪灵敏度的主要因素
RBW
噪声电平随RBW按照
10logRBW1/RBW2
2020/11/7
2020/11/7
2020/11/7
2020/11/7
附录
2020/11/7
频谱仪的工作原理
包络检波器 作用是将中频信号转换成基带信号或视频 信号。
2020/11/7
频谱仪的工作原理
检波方式
数字化检波类型
2020/11/7
频谱仪的工作原理
视频滤波器
2020/11/7
频谱仪的主要性能指标
频率
工作频率范围- 测量信号的频率范围（最大频率，最小频率） 频率分辨率- 测量信号的最小频率间隔
2020/11/7
结论：1.RBW越小，数字滤波器的带宽越窄，频率选择性（频率 分辨率）越高。
2.RBW越小，等效噪声带宽越小，频谱仪的本底噪声越低， 检测微弱信号的能力越强。
3. RBW越小，在频率扫描宽度一定的前提下（SPAN一定 时），频率扫描的速度越慢。
因此根据输入信号的强度，频率检测的精度选择合适的RBW值。
16
频谱仪的工作原理
输入衰减器，中频放大器
扩大输入信号的动态范围。保证输入到混频器的信 号幅度在一定范围内，防止混频器过载，增益压缩，信 号畸变。
17
混频器
频谱仪的工作原理
频谱仪的工作原理
中频滤波器
ຫໍສະໝຸດ Baidu
RBW表示中频滤波器的带宽，可以影响频率选择性， 信噪比，频率扫描速度。在数字式频谱分析仪中由数字 滤波器实现。
2020/11/7
非线性引起失真信号的变化规律
为减小频谱仪内部失真，混频器应尽量工作在低电平，应加大衰减 值。
2020/11/7
无失真测试动态范围
在内部失真和噪声电平之间进行折中。
2020/11/7
频谱分析仪动态范围指标定义
2020/11/7
提高频谱仪灵敏度的方法
1.RBW设置为最小。 2.衰减器衰减值设置为最小。 3. VBW设置为最小。 4.前置放大器的噪声系数最小。（增益大 于噪声系数）
幅度
测量输入信号的动态范围- 可以测量的最大信号和最小信号 20log10(Vmax/Vmin)或者10log10(Pmax/Pmin)
灵敏度-可以检测的最小信号的功率 内部失真-可以检测的最大信号的功率
测试精度 幅度精度 频率精度
扫描速度
2020/11/7
频谱仪的主要性能指标
2020/11/7
频谱仪的主要参数设置