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頻譜分析儀-工程師的射頻萬用表
頻譜分析儀---工程師的射頻萬用表
頻譜分析儀：測(cè)量結(jié)果直觀、準(zhǔn)確的新技術(shù)，頻譜分析儀可測(cè)量： 自激信號(hào)、電磁兼容、濾波器、震蕩器、混頻器；頻譜分析儀是一臺(tái)綜合性儀器，廣泛應(yīng)用于微波通訊、雷達(dá)、導(dǎo)航、電子對(duì)抗、空間技術(shù)、衛(wèi)星地面站、頻率管理、信號(hào)監(jiān)測(cè)、EMI診斷、EMC測(cè)量等方面，做各種信號(hào)監(jiān)測(cè)、頻譜分析使用。本文重點(diǎn)介紹頻譜分析儀測(cè)試中常見問題.
圖1
頻譜分析儀的特點(diǎn)描述信號(hào)的途徑是頻域表象(就是給出信號(hào)幅度隨頻率變化的關(guān)系)。頻譜分析儀的選頻電路能在所考察的整個(gè)頻率范圍內(nèi)測(cè)量出信號(hào)的幅度，因此，頻譜分析儀器屬于頻域表象方式。窄帶頻域測(cè)量較之時(shí)域測(cè)量具有更高的靈敏度。由于測(cè)量帶寬幾乎可以任意壓縮，故頻譜分析儀能大大減少測(cè)量中的噪聲數(shù)量。此外，窄帶測(cè)量還能除去某些頻率上的強(qiáng)干擾信號(hào)。頻譜分析儀能同時(shí)顯示復(fù)合信號(hào)的各個(gè)頻率的量值(但不反映相位測(cè)量)。
1、 測(cè)量放大器的自激
圖2
放大器是各種電子設(shè)備不可缺少的部件。它如有激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生，會(huì)給電子設(shè)備帶來很大、甚至無法工作的影響。頻譜儀可以快速、直觀地檢查出放大器的信號(hào)。
放大器的輸入端不加信號(hào)，對(duì)地接一個(gè)負(fù)載，輸出端接頻譜分析儀，把頻譜分析儀的輸入靈敏度調(diào)高一些，使顯示器上有一片噪聲。當(dāng)放大器有自激信號(hào)時(shí)，噪聲上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)信號(hào)。根據(jù)測(cè)量結(jié)果分析產(chǎn)生的原因，可以很直觀地發(fā)現(xiàn)問題，以便解決問題。
2、 利用分辨率帶寬分辨等幅信號(hào)
如果用一個(gè)寬帶濾波器對(duì)兩個(gè)頻率相近的等幅信號(hào)進(jìn)行分析，只能看見一個(gè)信號(hào)，所以中頻濾波器的帶寬決定了信號(hào)的分辨率。測(cè)量時(shí)，中頻濾波器的選擇是由分辨率帶寬決定的，而分辨率帶寬又取決于中頻濾波器的3dB帶寬，這個(gè)3dB帶寬就是頻譜分析儀所能區(qū)分的兩個(gè)等幅信號(hào)的最小頻差，如圖4。減少分辨率
帶寬能更好地區(qū)分兩個(gè)信號(hào)，隨著分辨率帶寬的減少，信號(hào)的分辨率提高，掃描時(shí)間延長。為了加快測(cè)量速度，應(yīng)盡可能地使用大的分辨率帶寬。圖4
3、 頻譜分析儀在電磁兼容中的應(yīng)用
電磁干擾(EMI)是人們不希望有的信號(hào)，嚴(yán)重時(shí)破壞設(shè)備的正常工作。人們?cè)趯?shí)踐中總結(jié)了電磁干擾的原因：(a)產(chǎn)生電磁波的源；(b）傳導(dǎo)電磁波的媒介；(c)對(duì)電磁波敏感的接收器。無線電及電子產(chǎn)品要嚴(yán)格控制輻射源。而頻譜分析儀頻率范圍寬，靈敏度高，是測(cè)量輻射源的理想儀器�，F(xiàn)在則推出用EMC預(yù)選器加頻譜分析儀組成的系統(tǒng)，代替標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)，都可以一機(jī)多用。為了進(jìn)一步提高靈敏度，前面可加前置放大器，也可配計(jì)算機(jī)，組成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。傳感器(包括各種接收天線、近場(chǎng)探頭及電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)被測(cè)設(shè)備進(jìn)行輻射或傳導(dǎo)干擾的測(cè)試，測(cè)試環(huán)境可以是開闊場(chǎng)、屏蔽室、混響、屏蔽暗室等。
4、 頻譜分析儀準(zhǔn)確測(cè)量濾波器
濾波器在實(shí)際測(cè)試過程中經(jīng)常采用以對(duì)數(shù)幅度方式表示的傳輸響應(yīng)。最常測(cè)量的濾波器特性是插入損耗和帶寬。另一個(gè)常用的測(cè)量參數(shù)是帶外抑制，通過這種方式，可以確定濾波器如何理想地讓其帶寬內(nèi)的信號(hào)通過，而同時(shí)抑制處于帶寬之外的信號(hào)。在進(jìn)行插入損耗測(cè)試時(shí)，需要考慮的是校準(zhǔn)路徑，采用不同的連接匹配方式，將會(huì)得到不同的測(cè)試結(jié)果。在進(jìn)行阻帶抑制測(cè)試時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍和所采用的分辨率帶寬通常決定了評(píng)估這一特性的能力。另一類濾波器在禁帶和通帶內(nèi)均成良好匹配，因而能在很寬的頻率范圍提供良好匹配。為了準(zhǔn)確地獲得測(cè)量結(jié)果，連接校準(zhǔn)方式必須充分考慮。
圖5
3 總結(jié)：
頻譜分析儀是頻譜分析儀---工程師的射頻萬用表對(duì)無線電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的必備手段，是從事電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、
檢驗(yàn)的常用工具。因此，應(yīng)用十分廣泛，國睿安泰信GA4063頻譜分析儀被稱為工程師的射頻萬用表。
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