Agilent 频谱分析仪基本原理
频谱分析仪的工作原理和使用方法ppt课件
3.2 选择性
3 dB
3 dB BW
60 dB 60 dB BW 60 dB BW 3 dB BW
节到混频器的最佳信号电平，已防止发生混频压缩和失真。 信号经过预选器和低通滤波器进入混频器。 信号经过混频后，在其输出端有原来的信号、本振信号，两个输入信号 的和频信号/差频信号，以及其他高次谐波信号。通常我们取其差频信号， 称之为中频信号。 中频滤波器滤出中频信号并进行放大。 中频信号经检波和视频滤波后加到显示器上进行显示，视频滤波器的作 用是对显示屏上所显示的扫迹进行平均或平滑。 频谱仪所显示的谱线是被测信号叠加上频谱仪内部的噪声的总效应。为 了减小噪声对信号幅度的影响，要对经检波后的信号进行视频滤波或视 频平均。 当所选择的视频带宽等于或小于所选择的分辨力带宽(RBW)时，视频电 路的响应已经跟不上中频电路信号的变化，因此对所显示的信号就进行 了平均和平滑，两者之间的比值越小，平滑的效果越好。 视频平均是智能频谱仪为平滑提供的另一种选择。它对多次扫描的数据 逐点进行平均，因此显示的谱线更加平滑。
镜像频率干扰
频谱仪是一台超外差式接收机，它
的混频器是宽带的，因此在用频谱 仪测量信号时除了出现所需的信号 频率谱线外，还会显示出不需要的 镜像频谱。如图所示只要满足;，条 件时，和都会出现在频谱仪的显示 屏幕上，这就是镜像频率干扰。 有两种方案可以抑制镜像频率响应 的干扰：采用预选器和上变频的高 中频。
3.1 分辨力带宽 (RBW)
混频器 3 dB BW
输入频谱
3 dB
检波器
LO
本振
中频滤波器/分辨率带宽滤波器 扫频
分辨率 带宽 显示
3.1 分辨力带宽 (RBW)
10 kHz RBW 3 dB
Agilent网络分析仪原理及使用
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射频信号在器件中的传播
入射 透射
反射
Lightwave
RF/MW
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网络分析仪测试要讨论的问题
器件性能的描述: 传输特性; 器件性能的描述: 传输特性; 反射特
性
器件传输特性/ 器件传输特性/反射特性的指标定义 ? Gain, Phase, Group delay VSWR, Γ, ρ , Impedance 影响器件传输/ 影响器件传输/反射特性的因素 ? 工作频率 信号功率 网络分析仪表显示结果 网络分析仪表显示结果
Trans Inc
=
τ∠φ τ
插入损耗 (dB) = - 20 Log
= - 20 log
增益 (dB) = 20 Log
V V
Trans Inc
= 20 log
τ
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线性器件与非线性器件
A A * Sin 360 * f ( t - t ) °
°
to Sin 360 * f * t ° A
源功率控制
ALC
频率合成源
源
源功率控制部分= 源功率控制部分= 小范围功率调整, ALC: 小范围功率调整,功率扫描 + 衰减器: 衰减器: 大范围功率调整
衰减器
Range1 Range2 Range3 ….
ALC Driver
ALC 检测
端口稳定点频输出: 端口稳定点频输出:
span=0Hz, max sweep time
INCIDENT (R)
群时延Group 群时延Group Delay (GD)
Frequency
ω
tg
群时延抖动
∆ω
Phase
Agilent-眼图、抖动、相噪
Agilent——眼图、抖动、相噪随着数据速率超过Gb/s水平，工程师必须能够识别和解决抖动问题。
抖动是在高速数据传输线中导致误码的定时噪声。
如果系统的数据速率提高，在几秒内测得的抖动幅度会大体不变，但在位周期的几分之一时间内测量时，它会随着数据速率成比例提高，进而导致误码。
新兴技术要求误码率(BER)，亦即误码数量与传输的总码数之比，低于一万亿分之一(10-12)。
随着数据通信、总线和底板的数据速率提高，市场上已经出现许多不同的抖动检定技术，这些技术采用各种不同的实验室设备，包括实时数字示波器、取样时间间隔分析仪(TIA)、等时取样示波器、模拟相位检波器和误码率测试仪(BERT)。
为解决高数据速率上难以解决的抖动问题，工程师必需理解同步和异步网络中使用的各种抖动分析技术本文重点介绍3 Gb/s以上新兴技术的数据速率。
低于3 Gb/s的实时示波器可以捕获连续的数据流，可以同时在时域和频域中分析数据流；在更高的数据速率上，抖动分析要更具挑战性。
本文将从数字工程师的角度，介绍应对SONET/SDH挑战的各种经验。
抖动分析基本上包括比较抖动时钟信号和参考时钟信号。
参考时钟是一种单独的黄金标准时钟，或从数据中重建的时钟。
在高数据速率时，分析每个时钟的唯一技术是位检测和误码率测试；其它技术则采用某种取样技术。
如图1所示，眼图是逻辑脉冲的重叠。
它为测量信号质量提供了一种有用的工具，即使在极高的数据速率时，也可以在等时取样示波器上简便生成。
边沿由‘1’到‘0’转换和‘0’到‘1’转换组成，样点位于眼图的中心。
如果电压(或功率)高于样点，则码被标为逻辑‘1’；如果低于样点，则标为‘0’。
系统时钟决定着各个位的样点水平位置。
图1: 具有各项定义的眼图E1是逻辑‘1’的平均电压或功率电平，E0是逻辑‘0’的平均电压或功率电平。
参考点t = 0在左边的交点进行选择，右边的交点及其后是位周期TB。
Eye Crossing Point: 眼图交点Left Edge: 左沿Right Edge: 右沿Nominal Sampling Point: 标称样点幅度噪声可能会导致逻辑‘1’的电压或功率电平垂直波动，低于样点，导致逻辑‘1’码错误地标为逻辑‘0’码，即误码。
什么是频谱分析仪,频谱分析仪的工作原理是什么,频谱分析仪怎样使用？
什么是频谱分析仪，频谱分析仪的工作原理是什么，频谱分析仪怎样使用？什么是频谱分析仪？频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。
它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。
现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果，能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。
仪器内部若采用数字电路和微处理器，具有存储和运算功能；配置标准接口，就容易构成自动测试系统。
频谱分析仪的工作原理以及应用方面推广：频谱分析仪的组成及工作原理图1所示为扫频调谐超外差频谱分析仪组成框图。
输入信号经衰减器以限制信号幅度，经低通输入滤波器滤除不需的频率，然后经混频器与本振（LO）信号混频将输入信号转换到中频（IF）。
LO 的频率由扫频发生器控制。
随着LO频率的改变，混频器的输出信号（它包括两个原始信号，它们的和、差及谐波，）由分辨力带宽滤波器滤出本振比输入信号高的中频，并以对数标度放大或压缩。
然后用检波器对通过IF滤波器的信号进行整流，从而得到驱动显示垂直部分的直流电压。
随着扫频发生器扫过某一频率范围，屏幕上就会画出一条迹线。
该迹线示出了输入信号在所显示频率范围内的频率成分。
频谱仪各部分作用及显示信号分析输入衰减器：保证频谱仪在宽频范围内保持良好匹配特性，以减小失配误差;保护混频器及其它中频处理电路，防止部件损坏和产生过大的非线性失真。
混频器：完成信号的频谱搬移，将不同频率输入信号变换到相应中频。
在低频段（《3GHz）利用高混频和低通滤波器抑制镜像干扰;在高频段（》3GHz）利用带通跟踪滤波器抑制镜像干扰。
本振（LO）：它是一个压控振荡器，其频率是受扫频发生器控制的。
其频率稳定度锁相于参考源。
扫频发生器：除了控制本振频率外，它也能控制水平偏转显示，锯齿波扫描使频谱仪屏幕上从左到右显示信号，然后重复这个扫描不断更新迹线。
频谱分析仪原理
频谱分析仪原理
频谱分析仪是一种用于分析信号频谱特性的测量仪器。
它可以将复杂的信号分解成不同频率的成分，并以图形的方式显示出来。
频谱分析仪的原理是基于信号的傅里叶变换。
傅里叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的数学方法。
通过对信号进行傅里叶变换，可以将信号分解成各个不同频率的正弦波或余弦波成分。
频谱分析仪中最常用的测量方法是快速傅里叶变换（FFT）。
FFT是一种高效的算法，可以快速地计算出信号的频谱。
它将连续的信号按一定的时间窗口进行采样，并对采样数据进行离散傅里叶变换，得到信号的频谱图。
在频谱分析仪中，采集到的信号首先经过放大器进行增益放大，然后通过模数转换器（ADC）将连续的模拟信号转换为离散
的数字信号。
接着，数字信号经过FFT算法进行处理，得到
信号的频谱数据。
频谱分析仪通常使用显示器来显示信号的频谱图。
频谱图通常以频率为横轴，以信号的幅度或功率为纵轴。
通过观察频谱图，可以分析信号的频率分布情况，了解信号的频率成分和强度。
除了显示频谱图外，频谱分析仪还可以对信号进行其他的测量和分析。
例如，可以测量信号的谐波失真、信噪比、频率稳定性等指标，以评估信号的质量和稳定性。
总之，频谱分析仪通过对信号进行傅里叶变换，将信号分解成不同频率的成分，并以图形的方式显示出来。
它是一种重要的工具，用于分析和评估各种信号的频谱特性。
Agilent_频谱分析仪使用手册.
f
2f
3f
非线性引起失真信号变化规律
失真信号/输入功率比（dBc）
失真信号幅度与混频器工作电平的关系
0
.
-20
二二阶阶
-40
-60
-80
三三阶阶
-100
-60
-30
混频器工作电平
0 TOI SHI +30
混频器工作电平 = 输入信号电平 - 衰减器设值
为减小频谱分析仪内部失真，混频器应工作在尽量低电平，应加大衰减器设值
=
相位误差
I
(average error magnitude) x 100%
(maximum symbol magnitude)
调制信号精度分析过程
解调
被测信号
标准参考信号 001110
调制器
误差信号
调制信号精度测试
ESA的数字调制信号分析能力
ESA-E Series Spectrum Analyzer
频谱分析仪性能指标 ------内部失真
< -50 dBc
< -40 dBc
< -50 dBc
三阶交调测试
各次谐波测试
频谱分析仪典型测试应用
频谱分析仪产生内部失真的原因
混频器非线性作用
混频信号
被测信号
混频器输出信号
混频器产生失真成分
各阶非线性失真变化规律
高阶失真信号幅度比基波信号变化速度快
3
Power in dB
频谱仪噪声会影响被测信号功率测试
Apparent Signal
Actual S/N
Displayed
S/N 频谱仪显示信号=输入信号+内部噪声
频谱分析仪的工作原理及操作
五、 操作：
(一) 硬键、软键和旋钮：这是仪器的基本操作手段。1、 三个大硬键和一个大旋钮：大旋钮的功能由三个大硬键设定。按一下频率硬键，则旋钮可以微调仪器显示的中心频率;按一下扫描宽度硬键，则旋钮可以调节仪器扫描的频率宽度;按一下幅度硬键，则旋钮可以调节信号幅度。旋动旋钮时，中心频率、扫描宽度(起始、终止频率)、和幅度的dB数同时显示在屏幕上。2、 软键：在屏幕右边，有一排纵向排列的没有标志的按键，它的功能随项目而变，在屏幕的右侧对应于按键处显示什么，它就是什么按键。3、 其它硬键：仪器状态(INSTRUMNT STATE)控制区有十个硬键：RESET清零、CANFIG配置、CAL校准、AUX CTRL辅助控制、COPY打印、MODE模式、SAVE存储、RECALL调用、MEAS/USER测量/用户自定义、SGL SWP信号扫描。光标(MARKER)区有四个硬键：MKR光标、MKR 光标移动、RKR FCTN光标功能、PEAK SEARCH峰值搜索。控制(CONTRL)区有六个硬键：SWEEP扫描、BW带宽、TRIG触发、AUTO COVPLE自动耦合、TRACE跟踪、DISPLAY显示。在数字键区有一个BKSP回退，数字键区的右边是一纵排四个ENTER确认键，同时也是单位键。大旋钮上面的三个硬键是窗口键：ON打开、NEXT下一屏、ZOOM缩放。大旋钮下面的两个带箭头的键STEP配合大旋钮使用作上调、下调。
(三) 测试准备：1、限制性保护：规定最高输入射频电平和造成永久性损坏的最高电压值：直流25V，交流峰峰值100V。2、 预热：测试须等到OVER COLD消失。3、 自校：使用三个月，或重要测量前，要进行自校。4、 系统测量配置：配置是测量之前把测量的一些参数输入进去，省去每次测量都进行一次参数输入。内容：测试项目、信号输入方式(频率还是频道)、显示单位、制式、噪声测量带宽和取样点、测CTB、CSO的频率点、测试行选通等。配置步骤：按MODE键——CABLE TV ANALYZER软键——Setup软键，进入设置状态。细节为tune config调谐配置：包括频率、频道、制式、电平单位。Analyzer input输入配置：是否加前置放大器。Beats setup拍频设置、测CTB、CSO的频点(频率偏移CTB FRQ offset、CSO FRQ offset)。GATING YES NO是否选通测试行。C/N setup载噪比设置：频点(频率偏移C/N FRQ offset)、带宽。
(工作分析)频谱分析仪工作原理和应用
（工作分析）频谱分析仪工作原理和应用频谱分析仪工作原理和应用《频谱分析仪工作原理和应用》原始文档本章除了说明频谱分析仪工作原理、操作使用说明之外，也将其应用领域范围作详细的介绍，尤其应用于天线特性的量测技术将有完整说明。
本章的内容包括：本章要点1-1概论1-2频谱分析仪的工作原理1-3频谱分析仪的应用领域实习一频谱分析仪1-1概论就量测信号的技术观之，时域方面，示波器为一项极为重要且有效的量测仪器，它能直接显示信号波幅、频率、周期、波形与相位之响应变化，目前，一般的示波器至少为双轨迹输出显示装置，同时也具有与绘图仪连接的 IEEE-488、IEEE-1394 或 RS-232 接口功能，能将屏幕上量测显示的信息绘出，作为研究比较的依据，但它仅局限于低频的信号，高频信号则有其实际的困难。
频谱分析仪乃能弥补此项缺失，同时将一含有许多频率的信号用频域方式来呈现，以识别在各个频率的功率装置，以显示信号在频域里的特性。
图 1.1 说明方波在时域与频域的关系，此立体坐标轴分别代表时间、频率与振幅。
由傅立叶级数(Fourier Series)可知方波包含有基本波(Fundamental Wave)及若干谐波(Harmonics)，信号的组合成份由此立体坐标中对应显示出来。
低频时，双轨迹模拟与数字示波器为目前信号时域的主要量测设备，模拟示波器可量测的输入信号频率可达 100 MHz，数字示波器有 100 MHz 与 400（或 500）MHz 等多种。
屏幕上显示信号的意义为横轴代表时间，纵轴代表信号电压的振幅，用示波器量测可得到信号时间的相位及信号与时间的关系，但无法获知信号失真的数据，亦即无法获知信号谐波分量的分布情况，同时量测微波领域(如 UHF 以上的频带)信号时，基于设备电子组件功能的限制、输入端杂散电容等因素，量测的结果无可避免地将产生信号失真及衰减，为解决量测高频信号上述的问题，频谱分析仪为一适当而必备的量测仪器，频谱分析仪的主要功能是量测信号的频率响应，横轴代表频率，纵轴代表信号功率或电压的数值，可用线性或对数刻度显示量测的结果。
频谱分析仪的工作原理和使用方法71页PPT
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生
频谱分析仪的原理与应用
频谱分析仪的原理与应用1. 什么是频谱分析仪？频谱分析仪是一种用于测量和分析信号频谱的仪器。
它能够将一个复杂的信号分解成不同频率分量，并显示出这些频率分量的幅度和相位信息。
频谱分析仪被广泛应用于无线通信、音频处理、电力系统等领域，主要用于故障诊断、信号质量评估和频谱监测等方面。
2. 频谱分析仪的工作原理频谱分析仪的工作原理基于信号的傅立叶变换。
傅立叶变换是将一个时域信号转换为频域信号的数学技术。
频谱分析仪通过对输入信号进行采样，然后使用快速傅立叶变换（FFT）算法将时域信号转换为频域信号。
FFT算法能够高效地计算出信号的频谱信息。
3. 频谱分析仪的应用频谱分析仪在各种领域中都有重要的应用，下面列举了一些常见的应用场景：3.1 无线通信在无线通信中，频谱分析仪用于信号质量评估和频谱监测。
它能够帮助工程师检测和解决信号干扰问题，提高通信系统的性能和可靠性。
3.2 音频处理频谱分析仪在音频处理领域中也有广泛的应用。
它可以帮助音频工程师分析音频信号的频谱特性，对音频进行均衡处理、降噪处理等，提高音频的质量。
3.3 电力系统频谱分析仪在电力系统中用于故障诊断和监测电力质量。
它可以检测和分析电力系统中的谐波、干扰等问题，提供电力系统运行的安全保障。
3.4 振动分析在机械领域，频谱分析仪可用于振动分析。
通过监测和分析机械设备的振动信号，可以判断设备的工作状态、故障原因等，以便进行维护和修理。
3.5 科学研究频谱分析仪在科学研究中也扮演着重要的角色。
比如在天文学中，频谱分析仪用于研究星体的辐射能谱，从而推断星体的性质和演化过程。
4. 频谱分析的优势和局限性频谱分析仪具有以下优势：•可以将信号分解为不同频率分量，便于对信号进行深入分析。
•可以显示信号的频谱信息，对信号特性进行可视化。
•可以帮助工程师解决信号质量问题和干扰问题，提高系统性能。
然而，频谱分析仪也有一些局限性：•频谱分析仪需要对信号进行采样和数字化，可能会引入一定的误差。
Agilent N9320B频谱分析仪介绍
图 2-2参考信号在屏幕外的 Delta标记对
使用 Delta 标记比较不在同一屏幕上的信号
使用
delta
标记功能对不在同一屏幕上的两个信号之间的频率和幅度差异进行测量
。(此功能适合于测量谐波失真)
此例中，使用频谱仪的
等都是前面板上的硬键。多数情况下，按下这样一个硬键将进入一个功能菜单，此菜单显
示在屏幕的右边上，如复位类型，中心频率和下一个峰值等。而这些显示在屏幕上的键被
称为软键。
使用前面板
这一节将介绍如何使用分析仪的基本功能。
输入数据
当需要输入参数值时，有以下几种常用的数据输入编辑方式：
旋纽
增加或减少当前值。
箭头按键
上的橙色指示灯亮起。
7 电源接口 用作频谱仪的电源输入端口。
8 VGA 端口 此视频输出端口可连接到一个外部显示器或投影仪。
9 USB端口 当您需要程控此频谱仪时，此端口用于连接电脑。
2 功能与应用
2.1 基本测量
在本介绍中，标有 [
] 的键，比如 [Preset/System], [Frequency]以及 [Marker]
提供了可选购的 AM/FM调制分析功能。
• 跟踪信号发生器
提供了可选购的射频跟踪信号发生器，用于进行标量网络分析。
• 分辨率为 0.1Hz 的频率计数器
频谱分析仪内置的计数器可使信号的频率测量精度达到 0.1Hz。
• 支持 USB 功率传感器
内置的功率计功能支持安捷伦
U2000
系列功率传感器，满足高精度功率测量的需求。
增加或减少当前值。
数字键
频谱仪原理及使用方法
频谱仪原理及使用方法频谱仪是一种将信号电压幅度随频率变化的规律予以显示的仪器。
频谱仪在电磁兼容分析方面有着广泛的应用，它能够在扫描范围内精确地测量和显示各个频率上的信号特征，使我们能够“看到”电信号，从而为分析电信号带来方便。
1.频谱仪的原理频谱仪是一台在一定频率范围内扫描接收的接收机，它的原理图如图1所示。
频谱分析仪采用频率扫描超外差的工作方式。
混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频，当混频的频率等于中频时，这个信号可以通过中频放大器，被放大后，进行峰值检波。
检波后的信号被视频放大器进行放大，然后显示出来。
由于本振电路的振荡频率随着时间变化，因此频谱分析仪在不同的时间接收的频率是不同的。
当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时，屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度，将不同频率上信号的幅度记录下来，就得到了被测信号的频谱。
进行干扰分析时，根据这个频谱，就能够知道被测设备或空中电波是否有超过标准规定的干扰信号以及干扰信号的发射特征。
2.频谱分析仪的使用方法要进行深入的干扰分析，必须熟练地操作频谱分析仪，关键是掌握各个参数的物理意义和设置要求。
(1)频率扫描范围通过调整扫描频率范围，可以对所要研究的频率成分进行细致的观察。
扫描频率范围越宽，则扫描一遍所需要时间越长，频谱上各点的测量精度越低，因此，在可能的情况下，尽量使用较小的频率范围。
在设置这个参数时，可以通过设置扫描开始频率目”无“’。
04朋和终止频率来确定，例如:startfrequeney=150MHz，stopfrequency=160MHz;也可以通过设置扫描中心频率和频率范围来确定，例如:eenterfrequeney=155MHz，span=10MHz。
这两种设置的结果是一样的。
Span越小，光标读出信号频率的精度就越高。
一般扫描范围是根据被观测的信号频谱宽度或信道间隔来选择。
如分析一个正弦波，则扫描范围应大于2f(f为调制信号的频率)，若要观测有无二次谐波的调制边带，则应大于4f。
Agilent频谱分析仪使用手册..pdf
Digital demod hardware
Measurement Personality
3.0
cdmaOne
GHz
6.7
Bluetooth
GSM
GHz
13.2 GHz
3G
26.5 GHz
ESA 分析功能
频域
时域
解调域
ESA 显示面板
ESA 操作面板
ESA 后面板
技术小结
Ø 根据信号的特性，可将信号分为：
LO Range
f LO
f
+ LO
f
s
34 5 6
3.6
6.5
IF filter
sweep generator
3.6
f IF A
detector
LO
f LO 0 1 2 3 (GHz) f
3 4 5 6 (GHz)
3.6
6.5
LCD display
单单点点频频信信号号在在频频谱谱上上测测试试显显示示结结果果为为中中频频滤滤波波器器的的频频响响形形状状
第一章: 信号分析技术简介
第一章: 信号分析技术简介
连续波信号 模拟调制信号 数字调制信号 噪声信号
MMoodduullaattiioonn
时域分析 频域分析 调制域分析
NNooiissee
完整的信号分析内容
带带内内测测试试项项目目
带带外外测测试试项项目目
频道内
{（In-channel） 频道外
z 信号频率 z 信号功率/时间，平均/峰值功率 z 调制精度
（out of channel）z 邻道功率比(ACPR)
z 谐波 z 远端杂波
信号的基本分析方法
Agilent频谱仪介绍PPT课件
[ Max Mixer Lvl: -10dBm 频谱仪混频器工作电平，Ref Lvl- AttenuationMixer Lvl
2021/3/9
11
频谱分析仪操作菜单
-------------基本参数设置
BW/
Avg
[ Res BW] Auto/Man
频谱仪分辨带宽, 1Hz~8MHz/步进变化。
激活Marker用于两个信号幅度/频率差值参数测试
[ Delta Pair] Ref/ 移动Delta Marker位置的方式（改变Ref 或Marker)
[ Span Pair] Span/center 设置Delta Marker测量的频率差值或中心值
[ Off ]
将Marker测量关闭
[ Select Marker] 1,2,3,4 选择激活测量的Marker
[ Function off]
关闭Marker测量功能
[ Marker Count]
频率计数器功率,提高信号频率测量分辨率和精度
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17
频谱分析仪操作菜单
-------------基本测量功能
Marker
[ Mkr CF] [ MKr CF step] [ MKr Start] [ MKr stop] [ MKr Ref Lvl ]
噪声,杂散
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3
完整的信号分析内容
带内测试项目
带外测试项目
频道内
{（In-channel） 频道外 （out of channel）
信号频率 信号功率/时间，平均/峰值功率 调制精度
邻道功率比(ACPR)
谐波 远端杂波
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4
频谱仪的原理与使用
•
SAVE:存储.状态与轨迹.
•
RECALL:取回.
•
MEAS/USER:用户测量中,有一个功能能快速测出
•
3dB带宽.在 N dB PTS ON OFF中可直
•
接测出 N dB 带宽读数.
34
2.15 HP8594E操作手册
• 使用注意事项: • A. HP8594E配两个N(J)/BNC(f)转接头.保护仪器N型接头. • 附带一根BNC(M)--BNC(M)连线,用于校准用.
REF LVE,直到信号显示在参考电平下一格为宜.
31
2.12 HP8594E操作手册
• 5.跟踪源输出电平:
•
选择仪器右边上面AUX CTRL,再选TRACK GEN,之后选SRC PWR ON OFF,
屏幕显示SRC POWER -10dBm.即TG输出为-10dBm.改变数值即可改变TG输出值.
•
marker 1 on off,more 1 of 2-
• TIP
marker trace Auto ABC ,marker read F
• MKR : CF , REF Lvl, cf step, span, minium
• MKR FCTN:Trace on off,mak count on off,mak table on off,
• B.仪器最大输入功率为+30dBm,但在使用时,INPUT 端口务必外接相应衰减器.RF OUT端口也应接衰减器.
• • C.一般来说,当RES BW.VBW,设置为自动时,读数较为准确.当RES BW,VBW及
SPAN改变时,会带来相应不确定度.本仪器RBW改变时不确定度+0.5dB,当测量时请 注意这一点. • • D.本公司为仪器配置测试线BNC(J)--N(J)1.1米两根.30dB衰减器两个.请注意爱护.
频谱分析仪的原理应用pdf
频谱分析仪的原理应用1. 简介频谱分析仪是一种用来测量信号的频率和幅度分布的设备。
它可以将复杂的信号分解成不同频率的成分，提供信号在频率域上的详细分析结果。
本文将介绍频谱分析仪的工作原理及其在各个领域的应用。
2. 工作原理频谱分析仪的工作原理基于快速傅里叶变换（FFT）算法。
简单来说，它将时域上的信号转换成频域上的频谱图。
具体的工作步骤如下：1.采样：频谱分析仪通过模数转换器将连续的模拟信号转换成离散的数字信号。
2.分段：采样得到的信号通常是连续的，为了进行分析，需要将信号分成多个小段。
3.加窗：由于分析的信号段有边界效应，在进行傅里叶变换前需对每个信号段加窗。
4.快速傅里叶变换（FFT）：对每个加窗后的信号段进行FFT变换，得到频谱图。
5.合并：将所有的信号段的频谱合并，得到最终的频谱图。
3. 应用领域频谱分析仪在以下领域有着广泛的应用：3.1 通信频谱分析仪在通信领域中扮演着重要的角色。
它可以用来分析无线电频谱，帮助调查和处理无线电干扰问题。
通过监测信号的频谱，可以确定干扰源，并采取相应的干扰消除措施。
此外，频谱分析仪还可以用于无线电频率规划和频谱管理。
3.2 音频在音频领域，频谱分析仪常用于音频信号的分析和处理。
它可以用来确定音频信号的频率分布，检测信号中的杂音和失真，并帮助进行音频信号的均衡和滤波处理。
频谱分析仪在音频设备的调试和优化中也发挥着重要作用。
3.3 电子设备测试频谱分析仪在电子设备测试中也扮演着重要角色。
它可以用来进行电磁兼容性测试，判断设备是否满足电磁兼容性标准。
频谱分析仪还可以用于测试射频（RF）信号，帮助定位和解决无线电频谱中的问题。
3.4 生物医学频谱分析仪广泛应用于生物医学领域。
它可以用来分析生物信号，例如心电图（ECG）、脑电图（EEG）和肌肉电图（EMG）。
通过对这些信号进行频谱分析，可以判断生物系统的功能状态、诊断疾病以及指导治疗。
4. 结论频谱分析仪是一种重要的测试设备，通过将信号从时域转换到频域，可以提供信号的频率和幅度分布的详细信息。
频谱分析仪原理
频谱分析仪原理
频谱分析仪是一种用来测量信号频谱分布的仪器。
它基于傅里叶变换的原理，将时域信号转换为频域上的能量分布。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 采样：首先，频谱分析仪对待测信号进行采样，将连续的信号转换为离散的样本点。
2. 加窗：为了避免频谱泄露和干扰，对采样得到的样本数据进行窗函数处理。
窗函数可以减少信号末端样本的突变，提高频谱分辨率。
3. 傅里叶变换：采用傅里叶变换算法，将时域信号转换为频域上的能量分布。
这可以通过离散傅里叶变换（DFT）或快速傅里叶变换（FFT）实现。
4. 数据处理：对傅里叶变换的结果进行幅度和相位的计算，得到频谱图。
通常，频谱图以频率为横轴，能量或幅度为纵轴进行表示。
5. 显示和分析：最后，频谱分析仪将频谱图以图形的形式显示出来，便于用户对信号频谱进行直观的观察和分析。
用户可以根据频谱图上不同频率分量的能量分布，进行信号的频率测量、信号波形恢复、噪声干扰分析等应用。
总的来说，频谱分析仪的工作原理是通过采样、加窗和傅里叶变换等步骤，将时域信号转换为频域上的能量分布，从而实现
对信号频谱分布的测量与分析。
通过频谱分析，可以获取信号在不同频率上的能量分布情况，为用户提供有关信号特性和干扰情况的重要信息。
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频谱分析仪测试重要设置
------视频带宽（VBW）
根据测试信号的要求设置RBW VBW设置处于自动状态
BW
视频滤波器
视频滤波前测试显示结果 视频滤波后测试显示结果
• 视频带宽可自动和手动设置，自动状态下，VBW由RBW决定 • VBW设置影响信号显示频谱的平滑和测试速度 • 减小VBW提高噪声背景下点频信号测试的灵敏度
• Peak检波方式： 取值每个区间最大幅值。适合CW 信号及信号搜索测试
• Sample检波方式;取值每个区间的固定时间点。适合于噪声信号测试
• Neg Peak检波方式：取值每个区间的最小幅值。适合于小信号测试
• Auto检波方式：按最大和最小交替取值，适合包含正弦和噪声成分的信号分析
• Avg检波方式：功率测量取值由多个包络电平值的平均得到，适合噪声和
•当滤波器带宽小时,其响应时间会变长。仪表扫描速度相应变慢 •扫频测试中，将扫描时间设置为自动方式
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频谱仪测试灵敏度
Apparent Signal
Actual S/N
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)
测试速度 扫描速度，接口数据传输速度
（测试的效率，检测瞬变信号的能力）
分析功能 提供通道功率，信号带宽，谐波失真等参数
（基于频谱测试，提供完整的信号参数）
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影响频率分辨率性能的因素
RBW
本振寄生调频
中频滤波器矩形系数
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频谱分析仪测试的重要设置
----分辨带宽（RBW）
BW
根据测试的信号带宽和信号 类型设置扫频范围（Span） RBW设置处于自动状态
中频滤波器
输入信号频谱特性 中频滤波器带宽
(RBW)
频谱分析仪显示
• 分辨带宽可自动和手动设置，自动状态下，RBW由测量扫频宽度（Span）决定 • RBW影响频谱仪的显示噪声电平，频率分辨率和测试速度 • 根据测试信号的灵敏度和频率分辨率要求设置RBW
Displayed
S/N 频谱仪显示信号=输入信号+内部噪声
CW Signal
powers = powers+n - powern [mW]
修正参数
Measured noise level relative to internal
noise 1 dB
3 dB 5 dB 10 dB 15 dB 20 dB
• 输入衰减器可自动和手动设置，自动状态下，衰减器设值受参考电平设值影响 • 通过衰减器设置来调整频谱仪内部电路的工作电平。保证信号的信噪比 • 频谱分析仪内部输入衰减器和中频放大器保持联动关系， • 中频放大器自动补偿衰减作用，输入信号测量结果不会受衰减器设置的影响 • 频谱仪内部产生的失真和噪声会随着输入衰减设值的影响
影响频谱仪灵敏度的因素
---- VBW
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VBW影响显示 噪声电平的方差， 减小VBW得到其平 均值
减小VBW有利于噪 声背境下CW信号 检测
提高频谱仪灵敏度的技术方法
H 最小RBW设值 H 最小衰减器设值 H 减少VBW H 前置放大器(增益>噪声系数）
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不同平均方式对噪声信号测试的影响
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不同信号功率测量状态设置
被测信号
检波 平均处理方式 VBW处理 Trace Avg
•
类似噪声信号的平均功率测试。
• Avg 检波方式下，平均处理的方式分为：Power， Log， Voltage
• Avg检波方式可减少显示信号的抖动，扫描速度越高，平均效果越明显
• 功率平均的取值方式称为均方根检波方式（RMS）
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频谱仪检波方式
Auto Couple
电压
对信号包络的采样点
抽取处理
检波方式
Peak Neg Peak Rose/fall Avg Sample
显示结果
频率/时间段
频率分段范围=Span/(测量点数-1) 测试时间段=扫描时间/（测量点数-1）
Phase noise
Fast Tuning
f < 30 kHz f > 30 kHz
本振相位噪声在频域上表现为信号频谱噪声边带
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频谱分析仪的测试速度
RBW的影响
Sweep Meas Uncal
过快扫描速度引起 的错误频谱测试
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频谱分析仪基本性能指标
频率 l 工作频率范围 （检测宽频带信号的能力）
l 频率分辨率
(分辨频率间隔信号能力)
幅度
l 测量动态范围
l 内部失真 (测量大信号能力)
l 灵敏度
(测量小信号能力)
测试精度 频率测量精度，幅度测量精度（测试结果的准确度）
Agilent 频谱分析仪 基本原理介绍
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安捷伦产品技术培训课程
典型的信号测试
信号类型
连续波信号
信号的信息内容
模拟调制信号 数字调制信号
噪声信号
连续稳定信号
信号存在形式
周期变化信号 瞬变单次信号
随机信号
Log 平均与功率平均 结果不相同 窄VBW及trace平均为 Log 平均，测量时 变信号时存在误差
RMS 检波等效为功率平均
功率平均处理（Power Averaging ） (也称为均方根检波方式 RMS) =( log{Avg [10 P1/10+ 10P2/10+10P3/10…..]}) “平均结果的对数处理“
信号分析技术简介
信号分析方法
分析技术
典型测试参数
频域测试 时域测试 解调测试
分析信号包含的频率成分。各 频率分量的频率和功率参数
信号功率，信号占用频率 带宽，信号带外杂散，信 号邻道功率比
分析信号参数随时间变化过程 信号功率控制过程，锁相 环频率锁定时间
信号的调制特性，信号的调制 模拟调频信号调制失真，
• 电压平均 — 电压平均处理后转化为功率 – 适合于脉冲信号上升下降时间测量 – EMI测试应用，宽带干扰背景下窄带信 号的测试
• 功率平均 — 线性值功率平均后转化为对数 – 信号平均功率测量 – 噪声或类似噪声信号的测试
视频平均处理（Video Averaging ） =(Avg [P1+ P2+P3 ....]) “对数值的平均处理 ”
SA的频谱测量技术
扫频式频谱仪
FFT频谱仪
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滤波器扫描测试
A
ff 12
f
并行滤波器组处理
A
ff 12
f
频谱仪测试的重要设置
------输入衰减器/参考电平
输入衰减器 中频放大器
Amplitude
根据被测信号功率大小 设置参考电平， 衰减器设值为自动状态
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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 RBW1
10log----------
RBW2 规律变化
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精度
数字调制信号矢量误差
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频谱分析技术
• 频谱仪工作原理 • 频谱仪性能指标
测试频率范围，频率分辨率 测试灵敏度，测试动态范围 测试速度 测量检波方式 测试精度
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不同平均检波方式的处理过程
6 dBm 0 dBm
被测信号
4 mW 1 mW
Log 平均 结果
= 3 dBm=(0 dBm + 6 dBm)/2
功率平均 结果
= 3.98 dBm=(1 mW + 4 mW)/2 = 2.5 mW
• Log平均 — 对数功率平均处理 – 窄 VBW, trace 平均 – 适合于低电平CW信号测试
信号的存在格式
模拟信号 模拟基带IQ信号 数字信号
典型信号
系统时钟信号，频率合成器输出信号 调频广播信号，雷达脉冲调制信号 卫星通信信号，移动通信信号 放大器热噪声 正弦波信号 TDMA信号，雷达信号 发射机开机过程 噪声信号 无线发射和接收信号 接收机中IQ解调器输出信号 ADC处理输出信号
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