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頻譜分析儀之種類與應(yīng)用
日期：2025-06-14 00:12
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摘要：
頻譜分析儀、頻譜分析儀)主要用于輸出頻譜特征的輸入信號源,所以對于信號源分析是不可或缺的量測儀器。頻譜分析儀是通過信號源的頻域分析,研究,同時更多的應(yīng)用于區(qū)別的領(lǐng)域,例如無線信號源收發(fā)器、干涉檢測、頻譜監(jiān)測、和元素分析的特點(diǎn)等,從事電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)的常用工具,尤其是對無線信號源量測是必要的工具,它的應(yīng)用是非常廣泛的,因此也有工程師稱為無線電頻率量測萬用表。其主要功能包括:頻率設(shè)置,參考電平設(shè)置、跟蹤、發(fā)電機(jī)組、跟蹤控制設(shè)置,使用標(biāo)簽功能回波損耗量測,和帶寬,掃描時間和觸發(fā)控制設(shè)置等功能。
時間域信號源量測,示波器是一個非常重要的和非常有效的量測儀器,它可以直接輸出信號源的振幅、頻率、周期、波形和相位響應(yīng)變化。一般來說,示波器必須有雙聲道輸出輸出設(shè)備,同時有內(nèi)置的IEEE - 488、IEEE - 1394或RS - 232接口的功能,比如鏈接和繪圖儀器,有利于后續(xù)量測輸出信息輸出和繪畫進(jìn)行比較研究。
只是示波器的缺點(diǎn)是局限于低頻率信號源,高頻信號源分析已經(jīng)成為一個巨大的挑戰(zhàn)。
頻譜分析儀的優(yōu)點(diǎn)是,彌補(bǔ)示波器針對存在的不足的分析高頻信號源,同時多頻信號源在頻域來呈現(xiàn),方便識別區(qū)別頻率的功率器件,并輸出信號源的特征頻率域。
頻譜分析儀類型
頻譜分析儀、頻譜分析儀)主要用于輸出頻譜特征的輸入信號源。
根據(jù)區(qū)別的信號源處理方法可分為兩種類型,分別為實(shí)時頻譜分析儀(實(shí)時頻譜分析儀)和掃描優(yōu)化頻譜分析儀(掃描-調(diào)諧頻譜分析儀),等等。
實(shí)時頻譜分析儀可以輸出在同一時間頻率域信號源振幅,其工作原理是根據(jù)區(qū)別頻率信號源設(shè)置對應(yīng)的濾波器和探測器(探測器),并通過同步多路掃描儀將信號源輸出到屏幕上,優(yōu)點(diǎn)是可以輸出周期性雜散波(周期隨機(jī)波)瞬態(tài)響應(yīng),但缺點(diǎn)是價格昂貴,和頻率寬度范圍,但這一數(shù)字濾波器與大部分的工作時間(切換時間)將限制其性能。
掃描優(yōu)化頻譜分析儀是*常見的類型的頻譜分析儀,其基本結(jié)構(gòu)是類似于超外差式接收機(jī),主要的工作原理是輸入信號源通過衰減器直接添加到混合裝置,可調(diào)變化通過本地振蕩器和掃描的CRT屏幕同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的振蕩頻率的間作線性變化在任何時間,然后混合機(jī)混合與輸入信號源頻率減少中頻(IF)信號源放大、濾波后,檢測到CRT屏幕,所以縱向軸線的CRT屏幕將輸出信號源振幅和頻率的相對關(guān)系。
說到這里,主要的關(guān)鍵信號源響應(yīng)濾波器帶寬的影響。高斯濾波器(高斯-形濾波器)功能的影響是衡量普遍解析帶寬(分辨率帶寬;RBW)。兩個區(qū)別的頻率RBW意味著信號源可以明顯區(qū)分低頻率寬度區(qū)別,所以這兩個區(qū)別的頻率信號源帶寬如果低于頻譜分析儀分辨率帶寬,所以會重疊,無法區(qū)分兩種信號源。這個看似低RBW將有助于區(qū)分區(qū)別的頻率信號源和量測工作,然而低RBW會給更高頻率的信號源過濾,導(dǎo)致失真發(fā)生信號源輸出。更高的RBW當(dāng)然有助于寬帶信號源量測,然而,可能會增加噪聲的潛在價值(噪聲地板),以減少量測靈敏度,容易阻礙來檢測低強(qiáng)度信號源。失真值密切相關(guān)的設(shè)置RBW,因此RBW設(shè)定適當(dāng)?shù)膶挾仁且粋€重要的概念在正確使用頻譜分析儀。
除了傳統(tǒng)的頻譜分析儀的前端電路是可調(diào)諧接收機(jī)在一定的帶寬。當(dāng)輸入信號源后,逆變器頻率、輸出低通濾波器,濾波器的輸出值是垂直分量,對于頻率的水平分量,提出了圖形在屏幕上輸入信號源頻譜。由于變頻器可以實(shí)現(xiàn)一個非常寬的頻率(如,從30 hz ~ 30 GHZ),溝通和協(xié)調(diào)外部混合器可以增加到超過100 GHZ更多,所以一個頻譜分析儀是一種*廣泛的量測儀器的頻率范圍,是否連續(xù)信號源量測或調(diào)制信號源頻譜分析儀是*理想的量測工具。只有缺點(diǎn)傳統(tǒng)頻譜分析儀是它只能量測頻率范圍,但缺乏相位信息,因此在自然界是一個標(biāo)量儀器代替向量儀。
新一代的頻譜分析儀是基于快速傅里葉變換(FFT)量測儀器。通過傅里葉算法將被測信號源的分解成分頻率分量,因此與傳統(tǒng)頻譜分析儀相同的結(jié)果。新方法利用數(shù)字頻譜分析儀,直接由a / d轉(zhuǎn)換器(ADC)的輸入信號源采樣,在傅里葉處理和頻譜分布。
在今天的量測,不管信號源,可以使用許多方法來量測。*基本的工具通常使用示波器,觀察信號源波形、頻率和振幅等。但由于信號源的變化是非常復(fù)雜的,很多信息是用示波器去檢測,例如,如果你想分析一個非正弦波信號源,從理論上講,它是由區(qū)別的頻率和電壓矢量疊加。分析的角度來觀察,示波器橫軸表示時間,縱軸為電壓幅值、電壓波形曲線隨時間的變化,這是時域量測方法。如果你想觀察其頻率,必須使用頻域法,橫坐標(biāo)是頻率,縱軸是力量。所以你可以看到在區(qū)別頻率點(diǎn)的振幅在功率分布,可以理解信號源頻譜。以光譜單一信號源,然后可以繼續(xù)復(fù)制復(fù)雜的信號源表示,這是非常重要的對于信號源分析。
時間域信號源量測,示波器是一個非常重要的和非常有效的量測儀器,它可以直接輸出信號源的振幅、頻率、周期、波形和相位響應(yīng)變化。一般來說,示波器必須有雙聲道輸出輸出設(shè)備,同時有內(nèi)置的IEEE - 488、IEEE - 1394或RS - 232接口的功能,比如鏈接和繪圖儀器,有利于后續(xù)量測輸出信息輸出和繪畫進(jìn)行比較研究。
只是示波器的缺點(diǎn)是局限于低頻率信號源,高頻信號源分析已經(jīng)成為一個巨大的挑戰(zhàn)。
頻譜分析儀的優(yōu)點(diǎn)是,彌補(bǔ)示波器針對存在的不足的分析高頻信號源,同時多頻信號源在頻域來呈現(xiàn),方便識別區(qū)別頻率的功率器件,并輸出信號源的特征頻率域。
頻譜分析儀類型
頻譜分析儀、頻譜分析儀)主要用于輸出頻譜特征的輸入信號源。
根據(jù)區(qū)別的信號源處理方法可分為兩種類型,分別為實(shí)時頻譜分析儀(實(shí)時頻譜分析儀)和掃描優(yōu)化頻譜分析儀(掃描-調(diào)諧頻譜分析儀),等等。
實(shí)時頻譜分析儀可以輸出在同一時間頻率域信號源振幅,其工作原理是根據(jù)區(qū)別頻率信號源設(shè)置對應(yīng)的濾波器和探測器(探測器),并通過同步多路掃描儀將信號源輸出到屏幕上,優(yōu)點(diǎn)是可以輸出周期性雜散波(周期隨機(jī)波)瞬態(tài)響應(yīng),但缺點(diǎn)是價格昂貴,和頻率寬度范圍,但這一數(shù)字濾波器與大部分的工作時間(切換時間)將限制其性能。
掃描優(yōu)化頻譜分析儀是*常見的類型的頻譜分析儀,其基本結(jié)構(gòu)是類似于超外差式接收機(jī),主要的工作原理是輸入信號源通過衰減器直接添加到混合裝置,可調(diào)變化通過本地振蕩器和掃描的CRT屏幕同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的振蕩頻率的間作線性變化在任何時間,然后混合機(jī)混合與輸入信號源頻率減少中頻(IF)信號源放大、濾波后,檢測到CRT屏幕,所以縱向軸線的CRT屏幕將輸出信號源振幅和頻率的相對關(guān)系。
說到這里,主要的關(guān)鍵信號源響應(yīng)濾波器帶寬的影響。高斯濾波器(高斯-形濾波器)功能的影響是衡量普遍解析帶寬(分辨率帶寬;RBW)。兩個區(qū)別的頻率RBW意味著信號源可以明顯區(qū)分低頻率寬度區(qū)別,所以這兩個區(qū)別的頻率信號源帶寬如果低于頻譜分析儀分辨率帶寬,所以會重疊,無法區(qū)分兩種信號源。這個看似低RBW將有助于區(qū)分區(qū)別的頻率信號源和量測工作,然而低RBW會給更高頻率的信號源過濾,導(dǎo)致失真發(fā)生信號源輸出。更高的RBW當(dāng)然有助于寬帶信號源量測,然而,可能會增加噪聲的潛在價值(噪聲地板),以減少量測靈敏度,容易阻礙來檢測低強(qiáng)度信號源。失真值密切相關(guān)的設(shè)置RBW,因此RBW設(shè)定適當(dāng)?shù)膶挾仁且粋€重要的概念在正確使用頻譜分析儀。
除了傳統(tǒng)的頻譜分析儀的前端電路是可調(diào)諧接收機(jī)在一定的帶寬。當(dāng)輸入信號源后,逆變器頻率、輸出低通濾波器,濾波器的輸出值是垂直分量,對于頻率的水平分量,提出了圖形在屏幕上輸入信號源頻譜。由于變頻器可以實(shí)現(xiàn)一個非常寬的頻率(如,從30 hz ~ 30 GHZ),溝通和協(xié)調(diào)外部混合器可以增加到超過100 GHZ更多,所以一個頻譜分析儀是一種*廣泛的量測儀器的頻率范圍,是否連續(xù)信號源量測或調(diào)制信號源頻譜分析儀是*理想的量測工具。只有缺點(diǎn)傳統(tǒng)頻譜分析儀是它只能量測頻率范圍,但缺乏相位信息,因此在自然界是一個標(biāo)量儀器代替向量儀。
新一代的頻譜分析儀是基于快速傅里葉變換(FFT)量測儀器。通過傅里葉算法將被測信號源的分解成分頻率分量,因此與傳統(tǒng)頻譜分析儀相同的結(jié)果。新方法利用數(shù)字頻譜分析儀,直接由a / d轉(zhuǎn)換器(ADC)的輸入信號源采樣,在傅里葉處理和頻譜分布。
在今天的量測,不管信號源,可以使用許多方法來量測。*基本的工具通常使用示波器,觀察信號源波形、頻率和振幅等。但由于信號源的變化是非常復(fù)雜的,很多信息是用示波器去檢測,例如,如果你想分析一個非正弦波信號源,從理論上講,它是由區(qū)別的頻率和電壓矢量疊加。分析的角度來觀察,示波器橫軸表示時間,縱軸為電壓幅值、電壓波形曲線隨時間的變化,這是時域量測方法。如果你想觀察其頻率,必須使用頻域法,橫坐標(biāo)是頻率,縱軸是力量。所以你可以看到在區(qū)別頻率點(diǎn)的振幅在功率分布,可以理解信號源頻譜。以光譜單一信號源,然后可以繼續(xù)復(fù)制復(fù)雜的信號源表示,這是非常重要的對于信號源分析。
