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      想知道頻譜分析儀的原理不妨看看這些吧

      發布時間:2020-12-17   點擊次數:153次
        頻譜分析儀架構猶如時域用途的示波器,面板上布建許多功能控制按鍵,作為系統功能之調整與控制,實時頻譜分析儀(Real-Time Spectrum Analyzer)與掃瞄調諧頻譜分析儀(Sweep-Tuned Spectrum Analyzer)。
       
        頻譜分析儀的功能為在同一瞬間顯示頻域的信號振幅,其工作原理是針對不同的頻率信號而有相對應的濾波器與檢知器(Detector),再經由同步的多任務掃瞄器將信號傳送到CRT 屏幕上,其優點是能顯示周期性雜散波(PeriodicRandom Waves)的瞬間反應,其缺點是價昂且性能受限于頻寬范圍、濾波器的數目與大的多任務交換時間(Switching Time)。
       
        常用的頻譜分析儀是掃瞄調諧頻譜分析儀,可調變的本地振蕩器經與CRT 同步的掃瞄產生器產生隨時間作線性變化的振蕩頻率,經混波器與輸入信號混波降頻后的中頻信號(IF)再放大、濾波與檢波傳送到CRT 的垂直方向板,因此在CRT 的縱軸顯示信號振幅與頻率的對應關系。
       
        影響信號反應的重要部份為濾波器頻寬,濾波器之特性為高斯濾波器(Gaussian-Shaped Filter),影響的功能就是量測時常見到的解析頻寬(RBW,Resolution Bandwidth)。
       
        RBW 代表兩個不同頻率的信號能夠被清楚的分辨出來的頻寬差異,兩個不同頻率的信號頻寬如低于頻譜分析儀的RBW。
       
        此時該兩信號將重疊,難以分辨,較低的RBW 固然有助于不同頻率信號的分辨與量測,低的RBW 將濾除較高頻率的信號成份,導致信號顯示時產生失真,失真值與設定的RBW 密切相關,較高的RBW 固然有助于寬帶帶信號的偵測,將增加噪聲底層值(Noise Floor),降低量測靈敏度,對于偵測低強度的信號易產生阻礙,因此適當的RBW 寬度是正確使用頻譜分析儀重要的概念。
       
        另外的視頻頻寬(VBW,Video Bandwidth)代表單一信號顯示在屏幕所需的
       
        頻寬。如前所說明,量測信號時,視頻頻寬過與不及均非適宜,都將造成量測的困擾,如何調整必須加以了解。
       
        通常RBW 的頻寬大于等于VBW,調整RBW 而信號振幅并無產生明顯的變化,此時之RBW 頻寬即可加以采用。
       
        量測RF 視頻載波時,信號經設備內部的混波器降頻后再加以放大、濾波(RBW 決定)及檢波顯示等流程,若掃描太快,RBW 濾波器將無法完全充電到信號的振幅峰值,因此必須維持足夠的掃描時間,而RBW 的寬度與掃描時間呈互動關系,RBW 較大,掃描時間也較快,反之亦然,RBW 適當寬度的選擇因而顯現其重要性。
       
        較寬的RBW 較能充分地反應輸入信號的波形與振幅,但較低的RBW 將能區別不同頻率的信號。例如使用于6MHz 頻寬視訊頻道的量測,經驗得知,RBW 為300kHz 與3MHz 時,載波振幅峰值并不產生顯著變化,量測6MHz的視頻信號通常選用300kHz 的RBW 以降低噪聲。
       
        天線信號量測時,頻譜分析儀的展頻(Span)使用100MHz,獲得較寬廣的信號頻譜需求,RBW使用3MHz。這些的量測參數并非一成不變,將會依現場狀況及過去量測的經驗加以調整。
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