电子测量课程设计4

波幅度也随谐波次数的增加而递减。但三角波的谐波幅度收敛更快，因为幅度值与谐波次数的平方成反比。

1)频谱仪的操作

影响频谱分析仪幅度谱迹线显示的因素有频率（横轴）、幅度（纵轴）两方面。

（1）频率

（a）与频率显示有关的频谱仪指标

●频率范围：频谱仪能够进行正常工作的最大频率区间。

●扫描宽度：表示频谱仪在一次测量（即一次频率扫描）过程中所显示的频率

范围，可以小于或等于输入频率范围。通常根据测试需要自动调节，或手动设置。

●频率分辨率：能够将最靠近的两个相邻频谱分量（两条相邻谱线）分辨出来

的能力。频率分辨率主要由中频滤波器的带宽和选择性决定，但最小分辨率还受到本振频率稳定度的影响。在FFT分析仪中，频率分辨率取决于实际采样频率和分析点数。

●扫描时间：进行一次全频率范围的扫描、并完成测量所需的时间。通常希望

扫描时间越短越好，但为了保证测量精度，扫描时间必须适当。与扫描时间相关的因素主要有扫描宽度、分辨率带宽、视频滤波。

●相位噪声：反映了频率在极短期内的变化程度，表现为载波的边带。相噪由

本振频率或相位不稳定引起，本振越稳定，相噪就越低；同时它还与分辨率带宽RBW有关，RBW缩小10倍，相噪电平值减小10dB。通过有效设置频谱仪，相噪可以达到最小，但无法消除。

（b）与频率显示有关的频谱仪功能设置键

●Span：设置当前测量的频率范围。

●中心频率：设置当前测量的中心频率。

设置频率扫描范围和中心频率

●RBW：设置分辨率带宽。通常RBW的设置与Span联动。

（2）幅度

（a）与幅度显示有关的频谱仪指标

●动态范围：同时可测的最大与最小信号的幅度之比。通常是指从不加衰减时

的最佳输入信号电平起，一直到最小可用的信号电平为止的信号幅度变化范围。

●灵敏度：灵敏度规定了频谱仪在特定的分辨率带宽下、或归一化到1Hz带宽

时的本底噪声，常以dBm为单位。灵敏度指标表达的是频谱仪在没有输入信号的情况下因噪声而产生的读数，只有高于该读数的输入信号才可能被检测出来。

●参考电平：频谱仪当前可显示的最大幅度值，即屏幕上顶格横线所代表的幅

度值。

（b）与幅度显示有关的频谱仪功能设置键

●纵坐标类型：选择纵坐标类型是线性（V、mV、μV等）还是对数（dB、dBc、

dBm、dBv、dBμv等）。

●刻度/div：选定坐标类型之后，选择每格所代表的刻度值。

●参考电平：确定当前可显示的最大幅度值，该值的单位与已选择的坐标类型

相同。

（3）其他功能键

●Marker：开启Marker功能，可以对当前显示迹线所对应的测量值进行多种

标识。常用功能如：寻找峰值，即把Marker指向迹线的幅度最大值处，并显示该最大幅度值以及最大幅值点的频率值；相对测量，使用2个Marker，测量它们各自所在位置的幅度、频率差，等等。

●保存：可以保存如当前参数设置、测量结果以及屏幕显示等各类数据，并提

供多种保存方式，如：可存为文本文件、ASCII码文件、位图图片文件等。

Marker和保存功能键

●输入键：用于输入将要设置的数值，如Span、中心频率、RBW、参考电平

等。可以使用数字、单位键，也可以扭动旋钮连续调节。

输入键

2)实验设备

（1）射频频谱分析仪1台，型号：Tek 3026，50Hz~3GHz

（2）函数发生器1台，型号：YB1634，0.2Hz~2MHz

（3）电缆1条，BNC型，50Ω。

1)实验步骤

（1）接通频谱分析仪电源，不连接任何电缆，观察频谱仪的显示，查看迹线的大致幅度值和默认的设置情况。

频谱分析仪开机显示

（2）接通函数发生器电源，设置使之输出某单一频率（如1MHz）的连续正弦波。

打开函数发生器

（3）用电缆将函数发生器的输出连接到频谱仪前面板上的射频输入端。设置频谱仪参数，包括：Span、中心频率、RBW、参考电平、纵坐标类型等，确保能够在屏幕上看到幅度最大的谱线。

图（a）观测：1MHz正弦波的频谱

图（b）观测：2MHz正弦波的频谱

（4）使用Marker功能，读出最大谱线的幅度、频率值。

利用Marker读出峰值的幅度、频率等测量值

（5）保存当前参数设置情况和测量结果（以文件格式保存），并将相应的数值填写在实验数据记录表中。

用频谱仪的保存功能，将参数设置和测量结果保存为文件（6）改变函数发生器的输出波形，使之输出方波、三角波，重复步骤4、5。

图（a）1MHz方波的频谱

图（b）2MHz方波的频谱

图（a）1MHz三角波的频谱

图（b）2MHz三角波的频谱2)实验结果记录表

3)思考题

（1）在实验步骤1中，无输入信号时频谱仪显示的是什么？

（2）当函数发生器输出正弦波时，步骤4之后除了最大谱线之外是否有其他谱线？输出方波、三角波时的情况又如何？

（3）如果改变输入信号的频率，谱线间隔将如何变化？

（4）根据实验结果，比较正弦波、方波和三角波的频谱，并根据付氏变换理论说明它们有什么不同。

（5）当接入频谱仪的被测信号幅度很小时，幅度轴坐标类型应如何设置？