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頻譜分析_頻譜分析儀随筆

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Fouriertheory tells us any time-domain electrical phenomenon is made up of one or moresine waves of appropriate frequency, amplitude, and phase. 傅立葉理論告訴我們,時域中的任何電信号都可以由一個或多個具有适當頻率、幅度和相位的正弦波疊加而成。

Ifthe signal that we wish to analyze is periodic, as in our case here, Fouriersays that the constituent sine waves are separated in the frequency domain by1/T, where T is the period of the signal. 如果我們要分析的信号是周期信号,傅立葉理論指出,所包含的正弦波的頻域間隔是1/T,其中T是信号的周期。

時域可以用來分析:信号周期、相位、邊沿測試、峰值電壓、多信号比對。時域主要通過示波器來看。

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頻域可以分析:信号頻率、諧波分量、信号功率、寄生、交調、信号邊帶。頻域主要通過頻譜儀來看。

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頻譜分析儀可以用來分析信号的電壓、功率、頻率等參數,表現的形式有調制、噪聲、失真。

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調制:主要有AM、FM,或者調相。調制就是将各種基帶信号轉換成适于信道傳輸的調制信号(已調信号或頻帶信号)。解調就是在接收端将收到的頻帶信号還原成基帶信号。

為什麼要調制?調制的目的有以下三個:

  1、将基帶信号變換成适合在信道中傳輸的已調信号

  2、改善系統的抗噪聲性能

  3、實作信道的多路複用

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為什麼要測量調制?

在調制系統中,為了保證系統工作正常,信号被正确的發送,需要對調制品質進行測量。

調制測量有哪些項目?

模拟調制:調制深度,邊帶功率,載波功率,調制效率,占用帶寬

數字調制:誤差矢量幅度(EVM), IQ不平衡(IQ imbalance),相位誤差(phase error versus time)

噪聲:也叫相位噪聲,是頻率短期穩定度的名額之一,反映了極短期内的頻率變化程度。相噪由本振信号頻率或相位不穩定引起,還與分辨率帶寬有關:RBW減小,相噪相應降低。有效設定頻譜儀參數可使相噪達到最小,但無法消除。

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測量噪聲主要有:噪聲功率譜密度、等效噪聲帶寬。但前提是被測噪聲必須大于頻譜分析儀的本底噪聲。

失真:電子系統中所使用的許多電路都認為是線形電路。這意味着,對于正弦波輸入,輸出也是或許有不同幅度和相位的正弦波。在時域中,使用者指望看到與輸入波形形狀精确相同的輸出波形。在頻率中,我們指望看到輸出應具有與輸入相同的頻率(且隻有該頻率)。由輸入信号産生的任何其他頻率都視為失真。

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失真相關的參數有:諧波失真、互調失真、鄰近信道功率比ACPR和雜散輻射。

舉例說明如何使用Rigol頻譜分析儀測量一些小信号?

比如我在信号源上設定一個3.6GHz,幅度-110dBm的信号,通過射頻電纜連接配接到頻譜分析儀上。

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頻譜儀首先【Preset】複位一下,然後設定中心頻率為3.6GHz。

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然後在【AMPT】下設定輸入衰減為0dB。

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還是此菜單,在下一頁把前置放大打開。

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在【BW】菜單下将分辨率帶寬和視訊帶寬都減小。其中頻率分辨率(Resolution)表征了将最靠近的兩個相鄰頻譜分量分辨出來的能力。主要由中頻濾波器的帶寬(即RBW)決定。

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同時RBW又決定着測量時間

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視訊濾波器用于對顯示結果進行平滑或平均,以減小噪聲對信号幅度的影響。

基本原理:視訊濾波器實質是低通濾波器,它決定了驅動顯示器垂直方向的視訊電路帶寬。當視訊濾波器的截止頻率小于分辨率帶寬時,視訊系統跟不上中頻信号包絡的快速變化,是以使信号的起伏被“平滑”掉。主要應用于噪聲測量,特别是在分辨率帶寬(RBW)較大時。減小視訊濾波器的帶寬(VBW)将削弱或平滑噪聲峰-峰值的變化,當VBW/RBW < 0.01 時,平滑效果非常明顯。

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視訊帶寬使噪聲變得平滑,進而可以更簡便地識别非常小的信号。

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同時檢波類型改為【正峰值】檢波。然後在【SPAN】菜單下将掃寬也減小。

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參考電平輸入到你需要看到的位置即可。

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最後儀表上就能完美的顯示出所需要測量到的小信号了。

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其實收音機就是一台簡單的不可視的頻譜........

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