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频谱分析仪使用技巧须知----安泰频谱仪维修中心

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agitek2020
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LV3
助理工程师
  • 2018-4-28 10:20:57

1、合理设置SPANRBWVBW三大参数
频谱分析仪的Frequency(中心频率)、SPAN(扫宽)、Amplifier(参考电平)是实际工作中操作最为频繁的3个设置参数,大部分数字频谱仪面板都特别加大了这3项设置的按钮,以方便操作。而SPAN(扫宽)、RBW(分辨率带宽)、Amplifier(参考电平)是频谱仪工作的最重要的3大参数。
很多新手喜欢一上来就设置很大的SPAN参数,这会导致频谱仪自动调整使用较大的RBW数值,不利于观察信号特性。使用过大的RBW会使信号显示失真,另外当两个频率很相近的信号在大RBW分辨率下容易混淆在一起,无法区分。一般扫频式数字频谱仪的SPANRBWSWEEPTIME(扫频时间)三者在默认自动设置状态下是相关联动的,频谱仪为了保持频谱图显示的实时性,当SPAN增大时会自动提高RBW,以确保扫频时间(SWEEPTIME)不至于太长。如果用户在SPAN很大的情况下,手动设置较小的RBW,那么频谱仪将被迫出现较长的扫频时间。实际操作中不适当的设置可使频谱的SWEEPTIME长达几十秒甚至上百秒,理想状态下一秒钟刷新几十次的频谱图,变成几十秒才慢慢扫描出一幅频谱图,这时已经基本失去了实用性。
另外,频谱仪的RBW越大,底噪基线也会越高,会影响小信号的显示。不要指望在很大的扫描频率带宽下兼顾精细的分辨率带宽,除非你的频谱仪超高级、超昂贵。一般的频谱仪,尤其是入门级产品和老款产品,性能有限,需要恰当的设置较窄的SPAN来保证较小RBW下频谱图的实时性。通常的经验是用宽SPAN、高RBW来发现信号,然后用窄SPAN、低RBW来针对性地精确展现和测量信号。一般频谱仪设置SPAN,对于窄带信号,可以是信号自身带宽的510倍,RBW设置为信号自身带宽的1/31/20。对于宽带信号,扫宽可以设置为信号带宽的25倍,RBW设置为信号自身带宽的1/101/20。对于需要在很宽频段范围内搜索小信号,如果频谱仪性能不够,可以采用分段扫描的方式。对于需要特别关注的小信号,可设置较小的RBW,这时频谱仪的底噪基线也会随之降低,同时还可以适当设置VBW(视频带宽)和AVG(平均)的次数,使频谱图底噪平滑,减少扰动,有利于小信号尖峰的显示。
频谱分析仪的Frequency(中心频率)、SPAN
(扫宽)、Amplifier(参考电平)
现代很多入门级数字化频谱仪都提供小至100HzRBW,但在如此精细的RBW下,扫描速度会很慢,不少产品只是为了获得较好的产品指标而已,实用性有限,通常设定在1kHz以上的RBW才比较实用,实际上对于常规信号,1kHz3kHz5kHz10kHz30kHz100kHz这几挡RBW最为常用。VBW在测量上的意义不及RBW,但适当设置VBW可平滑频谱底噪基线,减少扰动。通常设置RBWVBW=101设置过高的RBW/VBW会影响频谱仪扫描时间。为了减少频谱底噪线扰动,除了优化设置VBW外,还可以设置频谱AVG平均次数,平均次数越大,底噪线扰动越小,不过这个设置不适用于抓瞬时信号。
外置衰减器
2、善用外置衰减器
频谱分析仪的输入端口只能输入小信号,内部衰减器也支持小功率信号,当实际需要测量高功率信号时,就需要外接外置独立的大功率衰减器。需要注意的是,一般频谱仪输入端口处标记的最高输入电平值(通常标+20+30dBm)为损坏电平,而不是频谱仪最高可以工作的输入电平。实际测量中,一般频谱仪输入信号幅度建议不超过0dBm(即1mW)。输入过高的信号电平容易引起频谱仪信号处理电路的互调和失真,从而出现虚假信号,影响测量准确度。一般经验性的做法是,使用适当衰减量的衰减器,使高功率信号衰减至-20dBm以下信号输入频谱仪。大功率衰减器价格不菲,所以一般用户配置都不会很全,通常会在20dB30dB40dB这几个常用衰减量中配备一两件。实际操作中若遇到外置衰减器衰减量不够,在测量精度要求不是很高的情况下,可在大功率衰减器后串接小功率衰减器,总衰减量是串联衰减器标称值相加的总和。实际操作中若遇到外置衰减器衰减量过大,以至于影响对小信号的测定,我们可以尝试手动关闭频谱仪机内的Attenuator(衰减器),以减少信号通路中的总衰减量。
频谱仪机内衰减器在默认状态下是根据输入端口电平和Amplifier参考电平设定自动调节的,为了保护机内输入端高放单元和提高信号传输匹配,通常最小状态依然会保留510dB衰减量,在特殊需要情况下,我们可通过手动设置将其关闭。使用了外置衰减器会使输入频谱仪的信号等比减小,为了读数方便,大部分数字频谱仪都可以设置外置衰减器的衰减量,这样在显示幅度测量数值时会进行自动折算修正,无需人为换算,方便读数。

本文由安泰频谱仪维修中心整理发布,欢迎留言探讨;
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