频谱分析仪原理ppt课件.pptx

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1、频谱仪原理及主要指标,目录,信号分析的两种手段,示波器,频谱仪,时域分析：信号周期相位分析边沿测试峰值电压多信号比对,频域分析：信号频率谐波分量信号功率寄生、交调信号边带,FFT?,频谱分析仪基础,频谱分析仪 & 示波器：1.更高的灵敏度：1mV VS 0.01uV2.对于信号失真更容易测试3.更高的动态范围（同时测试最大信号和最小信号）4.更宽的测量频率范围,什么是频谱分析仪,频谱分析仪工作原理,按工作原理分类傅立叶频谱分析仪扫频式频谱分析仪,频谱分析仪基础一应用,Power,Frequency,频谱分析仪基础-市场,通用电子测试测量仪器占比,频谱分析仪基础-潜在客户,频谱分析仪基础-终端用

2、户分析,Data source: World General Purpose Test & Measurement Equipment MarketsFrost and Sullivan, 2005,DSA频谱仪基本原理,DSA频谱仪基本原理,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,信号时域图,信号频域图,1GHz,100kHz,载波为1GHz,DSA频谱仪基本原理,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,经混频和滤波后，仍为调幅信号，但频率已改变。,25MHz,100kHz,载波变为25MHz,ADC,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,经ADC采样变为

3、数字信号,DSA频谱仪基本原理,ADC,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RBW,RBW (Resolution BandWidth)将带外的频率成分滤除。,RBW带宽设置为10K,25MHz,100kHz,DSA频谱仪基本原理,EnvelopeDetector,ADC,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RBW,经过包络检波之后，时域上得到正弦信号包络。,DSA频谱仪基本原理,EnvelopeDetector,ADC,VBW,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RBW,VBW的滤波作用,DSA频谱仪基本原理,为了使噪声曲线平滑，在检波之

4、后，放置了一个低通滤波器，即视频滤波器。,EnvelopeDetector,ADC,VBW,VideoDetector,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RBW,视频检波器作用：得到屏幕迹线上当前频点的幅度值。,DSA频谱仪基本原理,EnvelopeDetector,ADC,VBW,VideoDetector,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RBW,本振的作用：以一定的步进完成当前设置的扫宽内频率点的扫描，从而得到当前频段的谱图。,DSA频谱仪基本原理,DSA频谱仪基本原理,20.4M,F,A,IF filter=RBW,Mixer,LO,Sweep,

5、Det,频谱仪主要性能指标,分辨率带宽RBW,RBW（Resolution BandWidth）是中频滤波器3dB带宽，单点频信号在频谱仪上显示结果为中频滤波器的频响形状。,分辨率带宽RBW,RBW影响频谱仪分辨频率邻近的两个等幅信号矩形系数影响频谱仪对不等幅信号的分辨能力,频谱仪主要性能指标,显示平均噪声电平DANL,DANL：Displayed Average Noise Level,DANL与当前选择的RBW的设置相关。,相差10dB,相差10dB,RBW为1KHz,RBW为10KHz,RBW为100KHz,dB,显示平均噪声电平DANL,DANL与当前选择的衰减器以及预放的设置相关,打

6、开PA，衰减为0dB,关闭PA，衰减为0dB,关闭PA，衰减为20dB,dB,显示平均噪声电平DANL,发射机输出功率及通信距离测试高灵敏度，优秀的前置放大器增益,理想DANL(温度290K)： - 174 dBm高灵敏度能有效提高测量小信号的能力,显示平均噪声电平DANL,频谱仪主要性能指标,相位噪声Phase Noise,Phase Noise= Marker-10log(RBW/Hz)=-75dBc 10log(100Hz/Hz)=-75dBc 10log102= -95dBc/Hz 10kHz,产生：内部本振信号稳定度表示：通常用10kHz偏移处归一化到1Hz处的相对幅度表征。,影响：对近旁小信号的分辨。任何情况下，相噪都是频谱仪分辨不等幅信号能力的最终限制因素,频谱仪主要性能指标,RBW,Phase Noise,DANL,频谱仪主要性能指标,全幅度精度Total Amplitude Accuracy,衰减器切换误差,频率响应,内部校准信号误差,RBW切换误差,刻度线性度,参考电平误差,失配误差,RBW带宽误差,模拟中频,数字中频更好的减小这部分误差,数字中频与模拟中频比较可以得到高的幅度精确度,谢 谢THANK YOU,