频谱分析仪原理

包络 检波器
参考时基
LCD
VBW 检波器
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产品工程师：甘秉鸿
混频器/本振/滤波器
混频器
基波混频/谐波混频 固定中频，避免与可调滤波器相关的难题 本振调谐
滤波器/预选器
抑制镜像频率 提高抗过载能力
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频谱混叠，无法区分！
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抑制镜像频率的方法
•提高中频频率，使用低通滤波器抑制镜像频率 •通过预选器把全部频段分为两个通道
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LO 2
预选/输入 低通滤波器
衰减器
中频放大器
LO 1
对数放大器
中频 滤波器
PLL
扫频发生器
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1 信号分析及频谱分Biblioteka Baidu概述
时域
频域
调制域
示波器
频谱分析仪
矢量分析仪
信号的波形信息 幅度 周期
简单频率
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信号的频率分布信息 频率、功率谱 谐波、杂波 噪声、干扰 失真等
信号的矢量信息 幅度误差 矢量误差 相位误差 EVM等
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2 频谱分析仪的功能与基本原理
功能一
频谱分析——频谱分布
功率谱测量 杂散测试 谐波测试 三阶互调测试 占用带宽 载噪比 时隙信号测试 ……
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功能二
扩展功能——支持功率计
频率计功能 噪声系数测试 相位噪声测试 测量接收机 网络分析仪(配置跟踪源) 电缆测试 空间场强测试 ……
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现代频谱分析仪的早期发展——
可调带通滤波器的频谱分析仪
宽频段范围的不可实现性
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现代频谱仪的结构组成
射频部分
硬件结构 重要参数 实现方法
基带数字处理部分
IQ信号的矢量分析 检波方式
输入衰减和中频增益是作为参考电平的函数自动调整。
输入信号过大可能导致第一混频受损，因此高电平输入必须 衰减，衰减量取决于第一混频及其后续部分的动态范围。混频 器电平过高，失真产生的频率分量将会干扰正常显示；衰减量 过大则会导致信噪比降低，减小动态范围。因此，输入衰减及 中频增益的选择需折中考虑。
实际应用中，即使参考电平非常低，通常也会将输入衰减 设置为最小值（如10dB），以获得较好的匹配，提高幅度测量 精度。
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预选/输入 LO 2
RF In 低通滤波器
中频放大器
衰减器
LO 1
多级 对数放大器
中频 滤波器
前置放大器
PLL
扫频发生器
包络 检波器
参考时基
LCD
VBW 检波器
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罗德与施瓦茨公司 广州代表处 产品支持部 产品工程师 甘秉鸿 www.rohde-schwarz.com.cn © 2009
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目录
1 信号分析及频谱分析概述 2 频谱分析仪的功能与基本原理 3 频谱分析仪关键指标的定义 4 R&S频谱分析仪FSP操作实例
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衰减器对本底噪声的影响
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Noise level 2 Noise level 1
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衰减器用途：运用衰减器鉴别伪信号
包括鉴别待测件的互调产物和频谱仪的互调产物。
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混频器/本振/滤波器
f1 f2 fn
fRF
fLO
fIF=fLO-fRF
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LO 2
预选/输入 低通滤波器
衰减器
中频放大器
LO 1
对数放大器
中频 滤波器
PLL
扫频发生器
包络 检波器
参考时基
LCD
VBW 检波器
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衰减器
中频放大器
中频 滤波器
PLL
为达到仪器最佳 工作状态而做的
内部协调
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LCD
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检波器
输入衰减、中频增益、参考电平之间的联动
联动准则：尽量使输入信号电平对应于参考电平
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LO 2
预选/输入 低通滤波器
衰减器
中频放大器
LO 1
对数放大器
中频 滤波器
PLL
扫频发生器
包络 检波器
参考时基
LCD
VBW 检波器
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镜像频率的影响
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LO 2
预选/输入 低通滤波器
衰减器
中频放大器
LO 1
对数放大器
中频 滤波器
PLL
扫频发生器
包络 检波器
参考时基
LCD
VBW 检波器
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衰减器
种类 • 机械衰减器 • 电子衰减器 （使用寿命长）
用途 • 大信号衰减，获得最佳动态范围 • 阻抗匹配、抑制非线性 • 鉴别伪信号
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为什么需要频谱分析？
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频域测量典型例子
正弦波在频域内是一 根谱线
方波在频域内是无穷 根谱线，谱线间的距 离固定为方波周期的 倒数
冲击函数的频谱是平 的(需要无穷大的能量 才能产生一个冲击)
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功能三
频谱分析仪 与
信号分析仪
信号分析——对各种移动通信标准信号的解调
频率/相位误差 信道功率、ACLR EVM 码域功率 信号统计特性CCDF、APD 星座图、IQ特性 PVT 信道列表
比特流还原
调幅深度
任意调制信号分析 ---