在量测高频信号时,外差式的频谱分析仪混波以后的中频因放大之故,能得到较高的灵敏度,且改变中频滤波器的频带宽度,能容易地改变频率的分辨率,但由于超外差式的频谱分析仪是在频带内扫瞄之故,因此,除非使扫瞄时间趋近于零,无法得到输入信号的实时(Real Time)反应,故欲得到与实时分析仪的性能一样的超外差式频谱分析仪,其扫瞄速度要非常之快,若用比中频滤波器之时间常数小的扫瞄时间来扫瞄的话,则无法得到信号正确的振幅,因此欲提高频谱分析仪之频率分辨率,且要能得到准确之响应,要有适当的扫瞄速度。频谱分析仪的选择和使用需要考虑多个因素。上海声音频谱分析仪
滤波器之特性为高斯滤波器(Gaussian-Shaped Filter),影响的功能就是量测时常见到的解析频宽(RBW,Resolution Bandwidth)。RBW **两个不同频率的信号能够被清楚的分辨出来的**频宽差异,两个不同频率的信号频宽如低于频谱分析仪的RBW,此时该两信号将重叠,难以分辨,较低的RBW 固然有助于不同频率信号的分辨与量测,低的RBW 将滤除较高频率的信号成份,导致信号显示时产生失真,失真值与设定的RBW 密切相关,较高的RBW 固然有助于宽带带信号的侦测,将增加噪声底层值(Noise Floor),降低量测灵敏度,对于侦测低强度的信号易产生阻碍,因此适当的RBW 宽度是正确使用频谱分析仪重要的概念。北京噪音频谱分析仪生产商频谱分析仪具有很高的灵敏度,可以检测到非常微弱的信号。
用扫频振荡器作为超外差接收机的本机振荡器,当选择开关S置于1,锯齿波扫描电压对本机振荡器I进行扫频,输入信号中的各个频率分量在混频器中与本机扫频信号进行差频,它们依次落入**中放窄带滤波器的通带内,被滤波器选出,经二次变频、检波、放大后,加到示波管的垂直偏转系统,使屏幕上的垂直显示正比于各个频率分量的振幅。扫描电压同时加到示波管的水平偏转系统,从而使频幕的X坐标变成频率坐标,并在屏幕上显示出被分析的输入信号频谱图。上述工作方式在本机振荡器I上进行扫频,称“扫前式”工作模式,具有很宽的分析频带。当S置于2时,也可在本机振荡器Ⅱ上进行扫频,称“扫中频式”工作模式,这时可进行窄带频谱分析。
在这种频谱分析仪中,为获得良好的仪器线性度和高分辨率,对信号进行数据采集时 ADC的取样率*少等于输入信号*高频率的两倍,亦即频率上限是100MHz的实时频谱分析仪需要ADC有200MS/S的取样率。半导体工艺水平可制成分辨率8位和取样率4GS/S的ADC或者分辨率12位和取样率800MS/S的ADC,亦即,原理上仪器可达到2GHz的带宽,为了扩展频率上限,可在ADC前端增加下变频器,本振采用数字调谐振荡器。这种混合式的频谱分析仪可扩展到几GHz以下的频段使用。还需要考虑仪器的性能指标,如动态范围、噪声水平、采样率等。
FFT的性能用取样点数和取样率来表征,例如用100KS/S的取样率对输入信号取样1024点,则*高输入频率是50KHz和分辨率是50Hz。如果取样点数为2048点,则分辨率提高到25Hz。由此可知,*高输人频率取决于取样率,分辨率取决于取样点数。FFT运算时间与取样,点数成对数关系,频谱分析仪需要高频率、高分辨率和高速运算时,要选用高速的FFT硬件,或者相应的数字信号处理器(DSP)芯片。例如,10MHz输入频率的1024点的运算时间80μs,而10KHz的1024点的运算时间变为64ms,1KHz的1024点的运算时间增加至640ms。当运算时间超过200ms时,屏幕的反应变慢,不适于眼睛的观察,补救办法是减少取样点数,使运算时间降低至200ms以下。在音频领域,频谱分析仪可以用于分析音频信号的频谱特性,以便进行音频处理和音频质量评估。北京噪音频谱分析仪生产商
需要考虑仪器的易用性和可靠性,如是否具有友好的用户界面和稳定的性能。上海声音频谱分析仪
传统的频谱分析仪的前端电路是一定带宽内可调谐的接收机,输入信号经变频器变频后由低通滤器输出,滤波输出作为垂直分量,频率作为水平分量,在示波器屏幕上绘出坐标图,就是输入信号的频谱图。由于变频器可以达到很宽的频率,例如30Hz-30GHz,与外部混频器配合,可扩展到100GHz以上,频谱分析仪是频率覆盖*宽的测量仪器之一。无论测量连续信号或调制信号,频谱分析仪都是很理想的测量工具。但是,传统的频谱分析仪也有明显的缺点,它只能测量频率的幅度,缺少相位信息,因此属于标量仪器而不是矢量仪器。上海声音频谱分析仪
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