科普向-“高富帅”的频谱仪关键指标看哪里

时间：2022-02-18

频谱分析仪是一种通过频谱特征研究信号质量的仪器，通常用于测量信号频率、功率、信号失真、调整系统和交叉失真等信号参数。它也可以被称为频域示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪。与时域示波器相比，它是仪器行业的物理兄弟。频谱仪更像是仪器行业的化学兄弟。它可以通过信号变化的外观观察信号频域的本质，并广泛应用于无线通信领域。

选择较喜欢的频谱仪，除了频谱范围、分辨率带宽等基本参数外，还有一些性能参数散发出高质量的激素气息。今天，我将简要介绍频谱仪的性能指标。

相位噪声Phase noise

相位噪声是与频谱仪本振稳定性有关的关键指标，直接作用于输出信号质量的三个要素——频率、范围和相位。噪声过大，影响在频谱仪的分辨率上RBW测量信号功率的动态范围不小，而相噪会议在测试信号发射带内及邻道时影响测试结果。

如何理解相位噪声？就像公交车站出发一样，由于道路堵塞，原来固定频率的出发被打乱，在远处等候的乘客会迟到。

频谱仪的相位噪声是一个类似于描述信号频率稳定性的指标。如果由于噪声的影响，信号的功率也应该远离中心频率，就像公交车延误**过1小时一样；远离中心频率的信号称为边带信号，边带信号可能被挤压到相邻频率，因为延误的公交车班可能会挤压以后的班次，从而使固定频率出发混乱。这个边带信号被称为噪音。

如何描述相位噪声？偏移中心频率10kHz(一般是右带)，1Hz带宽是带宽中的功率与总功率之比dBc/Hz，c指相对载波carrier，噪声信号的dB值。

显示平均噪声电平DANL

显示平均噪声电平可以理解为频谱仪固有热噪声的测量指标。固有热噪声会导致信号噪声比恶化。DANL它决定了频谱仪较小可检测到的信号电平。

就像在海上观察潜艇一样，当潜艇沉入海平面时，它看不到和测量任何特征。

仪器显示的噪声对应于包络检波器拾取的噪声电压。相应的噪声功率是通过接收噪声带宽获得的。因此，当设置不同的分辨率带宽时，显示的噪声电平也不同。

仪表指标写的DANL特定温度下的特定分辨率带宽值RBW和衰减ATT因此，在实际测量中，可以根据测量需要进行调整RBW和衰减值，获得适当的DANL。当我们分析信噪比和小信号时，特别注意显示平均电平的指标决定了频谱仪的较小可检测电平。

电平测量不确定性

使用频谱仪测量电平时，会出现**电平误差、频率响应、线性误差或显示非线性、衰减器误差等多种因素，IF中频增益误差或参考电平设置误差RBW转换误差。因此，电平测量的不确定性反映了这些误差的综合性，并给出了测量结果和真实信号电平误差范围。就像桶装水一样，如果任何地方的木板都很低，桶装水较终就会降低。

频谱仪器件的稳定性也可以从电平测量的不确定性中看出。不确定性越低，设计设备的稳定性越高。

带宽的实时分析

带宽的实时分析是指频谱仪FFT分析一次分析的频谱宽度。在*跳频电台、雷达、RFID、通过蓝牙等信号测试FFT在现代无线通信占用带宽更大、调制更复杂的发展中，分析频谱比扫描频谱仪更快。

在给定频率范围内，传统的**外差频谱仪逐点变频到中频进行信号检测，然后拼接显示信号。频谱线左右端的测量结果不是同时获得的。此外，由于处理速度匹配的问题，频谱仪需要像未完全燃烧的汽车发动机一样抛弃部分吸入的汽油分子，这相当于**了部分采集信号。

实时频谱仪没有这样的问题，FFT频谱分析的较大输入频率取决于采样率，分辨率取决于采样点数。选择高实时分析带宽频谱仪，在分析和调制信号时，避免扫描频谱仪产生的测试盲区，可以完全实时地分析信号频谱信息。

国产频谱仪在许多性能指标上不亚于进口品牌，如普源RSA5000系列频谱仪，有-108dBc/Hz低相位噪声表明平均电平和频率范围指标优于许多同级进口品牌。

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