鼎陽(yáng)頻譜儀的基礎(chǔ)功能是頻譜分析，是信號(hào)的頻率和功率測(cè)試，文中列舉幾種常見(jiàn)信號(hào)類型與應(yīng)用場(chǎng)景，總結(jié)設(shè)置規(guī)則，精簡(jiǎn)步驟的同時(shí)保證最佳準(zhǔn)確度。
鼎陽(yáng)頻譜儀是射頻領(lǐng)域進(jìn)行信號(hào)測(cè)試分析的基礎(chǔ)儀器，幫助射頻工程師完成信號(hào)頻率與功率的測(cè)量。發(fā)展至今，衍生出多種名稱，雖然叫法不同，但主要功能都還是進(jìn)行射頻/微波信號(hào)的測(cè)量，只是在處理/分析信號(hào)及擴(kuò)展性上各有側(cè)重。隨著各儀器廠家技術(shù)的進(jìn)步，精度越來(lái)越高，分析功能越來(lái)越多，價(jià)格也越來(lái)越高，對(duì)于廣大中小企業(yè)而言，投入往往是一件大事，那么，是否有一種可能選擇到性價(jià)比高的產(chǎn)品的同時(shí)也兼顧到信號(hào)測(cè)量的精度呢?今天我們就來(lái)談?wù)勅绾卧谑褂枚﹃?yáng)頻譜儀測(cè)量時(shí)進(jìn)行必要的優(yōu)化。
1.優(yōu)化低電平測(cè)量的靈敏度
對(duì)低電平信號(hào)的測(cè)量能力受限于設(shè)備的內(nèi)部噪聲。設(shè)備內(nèi)部混頻器及各級(jí)放大器會(huì)產(chǎn)生噪聲，通過(guò)檢波器會(huì)反映為顯示平均噪聲電平(DANL)。當(dāng)我們測(cè)量小信號(hào)的時(shí)候，信號(hào)幅度會(huì)接近設(shè)備內(nèi)部噪聲，被測(cè)信號(hào)信噪比越低，帶來(lái)的測(cè)量誤差也就越大。
合理進(jìn)行參數(shù)設(shè)置可以改善本底噪聲，如圖1顯示了一個(gè)被頻譜儀DANL淹沒(méi)的信號(hào)，為了正確測(cè)量這一低功率信號(hào)，必須通過(guò)最小化輸入衰減，減小分辨率帶寬(RBW)，和開啟前置放大器這些方法來(lái)降低頻譜儀的DANL，從而讓小信號(hào)凸顯出來(lái)。
首先，輸入衰減器的設(shè)置會(huì)改變DANL，輸入衰減器用來(lái)保護(hù)內(nèi)部電路不被大功率信號(hào)燒壞，輸入衰減器增大可以減小到達(dá)輸入混頻器的信號(hào)功率。由于噪聲產(chǎn)生在輸入衰減器之后，大的輸入衰減設(shè)置會(huì)減小信噪比，在多數(shù)情況下，輸入衰減器的設(shè)置處于自動(dòng)(AUTO)狀態(tài)，即自動(dòng)設(shè)置(如DSA800E系列為10 dB)，但在某些測(cè)試小功率信號(hào)的情況下，需要更小的輸入衰減器設(shè)置來(lái)降低頻譜儀的本底噪聲，此時(shí)應(yīng)把衰減器設(shè)置為0 dB。
混頻器輸出后的放大器會(huì)放大被衰減的信號(hào)，除了放大輸入信號(hào)外，噪聲也同樣被放大，從而造成DANL上升。然后信號(hào)通過(guò)RBW中頻濾波器，所以減小RBW可以使較低的噪聲能量到達(dá)檢波器，可以降低頻譜儀的DANL。
當(dāng)需要進(jìn)一步提高測(cè)量靈敏度時(shí)，應(yīng)該使用具有低噪聲和高增益的前置放大器。現(xiàn)在一般都具有內(nèi)部的前置放大器(預(yù)放)，可以改善信噪比20dB左右(如DSA800系列為17dB)。這對(duì)一些小信號(hào)的測(cè)量(如雜散信號(hào)測(cè)量，-110 dBm以下信號(hào)功率測(cè)量)是非常有用的。頻譜儀內(nèi)部的預(yù)放默認(rèn)狀態(tài)是關(guān)閉的，使用時(shí)需要手動(dòng)打開。同時(shí)打開預(yù)放時(shí)要注意此時(shí)的輸入信號(hào)電平，避免損壞預(yù)放。
當(dāng)進(jìn)行雜散信號(hào)測(cè)量時(shí)，要求雜散信號(hào)應(yīng)低于某個(gè)限值，可以提供一個(gè)模板判定功能，如圖3所示，該功能把測(cè)得的軌跡數(shù)據(jù)與一組幅度和頻率限值線相比較。如果被測(cè)信號(hào)落在限值線內(nèi)，屏幕顯示PASS，如果信號(hào)超出限值線，屏幕顯示FAIL。該功能同樣能夠用于EMI預(yù)測(cè)試方向。
2.識(shí)別內(nèi)部失真成分
在進(jìn)行諧波，雜散等項(xiàng)目測(cè)試時(shí)，需要對(duì)輸入信號(hào)載波之外的失真成分進(jìn)行測(cè)量分析。但需要注意的是，有時(shí)輸入信號(hào)較大并且輸入衰減設(shè)置不夠時(shí)，會(huì)造成頻譜儀內(nèi)部產(chǎn)生失真。這時(shí)，失真成分會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響，甚至?xí)⑹д娈a(chǎn)物誤判為被測(cè)信號(hào)。如何判別失真是設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的還是被測(cè)信號(hào)本身的失真？使用輸入衰減器就可以簡(jiǎn)單的作出判定。
