頻(pín)譜(pǔ)分析(xī)儀(yí)

    頻(pín)譜分(fēn)析儀市研究(jiū)電信(xìn)號頻(pín)譜(pǔ)結(jié)構的(dí)儀器(qì)，用(yòng)於信(xìn)號(hào)失真度，調製(zhì)度(dù)，譜(pǔ)純(chún)度，頻(pín)率(shuài)穩(wěn)定度和交調失真等(děng)信(xìn)號參(cān)數的(dí)側(cè)量(liáng)，可用(yòng)以(yǐ)測量(liáng)放大鏡(jìng)和(hé)濾(lǜ)波器等電路係統的某(mǒu)些(xiē)參(cān)數，是(shì)一種(zhǒng)多(duō)用途(tú)的(dí)電子測量儀器。它(tā)又可稱為頻域示(shì)波器，跟(gēn)蹤(zōng)示(shì)波(bō)器，分析示(shì)波器，諧波分(fēn)析器(qì)，頻(pín)率特性分析(xī)儀或傅(fù)裏葉分(fēn)析(xī)儀等。現代(dài)頻譜分(fēn)析(xī)儀能以模擬(nǐ)方式或(huò)數字(zì)方式(shì)顯示分析(xī)結果(guǒ)，能分(fēn)析(xī)1赫(hè)以(yǐ)下(xià)的甚(shèn)低頻到(dào)亞(yà)毫米波段(duàn)的(dí)全部(bù)無綫(xiàn)電頻段(duàn)的(dí)電信號。儀(yí)器(qì)內部若采用(yòng)數字電路和微(wēi)處理(lǐ)器，具(jù)有存儲和運(yùn)算功能
；配置標準(zhǔn)接(jiē)口(kǒu)，就(jiù)容易構(gòu)成自動測(cè)試(shì)係(xì)統。

概(gài)述

頻(pín)譜分析係統主要(yào)的(dí)功能是在(zài)頻域裏顯(xiǎn)示輸(shū)入(rù)信(xìn)號(hào)的(dí)頻譜特(tè)性(xìng)。依信(xìn)號處(chǔ)理方式(shì)的(dí)不同(tóng)，一(yī)般(bān)有兩(liǎng)種(zhǒng)類型
；即時（Real-Time Spectrum Analyzer）與掃(sǎo)描(miáo)調諧(xié)（Sweep-Tuned Spectrum Analyzer).即時(shí)頻(pín)率分(fēn)析(xī)儀的功能(néng)為(wéi)在同一瞬(shùn)間顯示頻域(yù)的(dí)信號(hào)振幅，其工(gōng)作(zuò)原理是針(zhēn)對不(bù)同的(dí)頻(pín)率(shuài)信號而

有相(xiāng)對應的濾(lǜ)波器與(yǔ)檢(jiǎn)知(zhī)器(qì)（Detector)，再(zài)經(jīng)由同步(bù)的多工(gōng)掃描(miáo)器(qì)將信號(hào)傳(chuán)送到CRT或液晶(jīng)等(děng)顯示儀(yí)器上進行顯(xiǎn)示(shì)，其(qí)優點是(shì)能顯(xiǎn)示(shì)周(zhōu)期性(xìng)雜(zá)散波(bō)（Periodic Random Waves）的瞬間(jiān)反(fǎn)應，其缺(quē)點是價昂且受限(xiàn)於頻(pín)寬範(fàn)圍(wéi)，濾波(bō)器(qì)的數目與zui大的多工(gōng)交換時間（Switching Time).zui常(cháng)用的(dí)是掃描調諧，其基本(běn)結(jié)構(gòu)類似超外(wài)差(chà)式(shì)接(jiē)收(shōu)器(qì)，工作原(yuán)理是輸入信(xìn)號(hào)經衰減器(qì)直(zhí)接外加到混波器(qì)，可(kě)調變的本(běn)地振蕩(dàng)器(qì)經與CRT同步的(dí)掃描(miáo)產生器產生(shēng)隨時間(jiān)作綫(xiàn)性變化(huà)的(dí)振(zhèn)蕩(dàng)頻(pín)率，經混波(bō)器(qì)與(yǔ)輸入(rù)信號(hào)混(hùn)波(bō)降(jiàng)頻(pín)後(hòu)的中頻信(xìn)號（IF）再放大，濾(lǜ)波與(yǔ)檢波傳(chuán)送到CRT的垂(chuí)直(zhí)方(fāng)向(xiàng)板(bǎn)，因(yīn)此在(zài)CRT的縱軸(zhóu)顯示信(xìn)號振幅與(yǔ)頻率的(dí)對(duì)應(yīng)關(guān)係(xì)。較(jiào)低的(dí)RBW固然有助於不(bù)同頻率(shuài)信號的分辨與(yǔ)量測(cè)，低的RBW將(jiāng)濾除(chú)較(jiào)高頻(pín)率的(dí)信號(hào)成份，導致信號顯示(shì)時(shí)產(chǎn)生(shēng)失(shī)真，失(shī)真值與(yǔ)設定的RBW密(mì)切相關(guān)，較高的(dí)RBW固然(rán)有(yǒu)助於(yú)寬(kuān)頻(pín)帶信號(hào)的(dí)偵測(cè)，將(jiāng)增加雜(zá)訊底(dǐ)層(céng)值（Noise Floor），降低(dī)量測靈敏度，對於偵測(cè)低(dī)強(qiáng)度的信(xìn)號(hào)易(yì)產生(shēng)阻礙，因此適(shì)當(dāng)的RBW寬度是(shì)正(zhèng)確(què)使用重要(yào)的(dí)概(gài)念(niàn)。

一(yī)般維修者不使用，一(yī)是(shì)他的價(jià)格(gé)較高，二(èr)是(shì)操作較為復雜。需(xū)要(yào)配合(hé)信號(hào)發生器。但使用起(qǐ)來(lái)很(hěn)方便(biàn)的可(kě)以(yǐ)查(chá)找故障。

工(gōng)作(zuò)原理

的工(gōng)作原理

架構猶如(rú)時域(yù)用途的示波(bō)器，麵(miàn)板(bǎn)上布(bù)建(jiàn)許多功能控製按(àn)鍵(jiàn)，作(zuò)為(wéi)係統功(gōng)能之調(tiáo)整與控(kòng)製，實時（Real-Time Spectrum Analyzer）與(yǔ)掃瞄(miáo)調(tiáo)諧(xié)（Sweep-Tuned Spectrum Analyzer）。實(shí)時頻率分析儀的功能為(wéi)在(zài)同(tóng)一瞬間(jiān)顯(xiǎn)示頻域(yù)的信號振幅，其工作原(yuán)理是(shì)針對不同(tóng)的頻率(shuài)信(xìn)號(hào)而(ér)有(yǒu)相對應(yīng)的(dí)濾波器(qì)與檢知器（Detector），再(zài)經由(yóu)同步的(dí)多任務掃(sǎo)瞄(miáo)器將(jiāng)信(xìn)號傳(chuán)送到CRT 屏幕(mù)上，其優點(diǎn)是(shì)能顯示(shì)周期性(xìng)雜散波(bō)（PeriodicRandom Waves）的瞬間反應(yīng)，其(qí)缺(quē)點是價(jià)昂且受(shòu)限(xiàn)於頻寬範圍，濾波

器的數目與zui大(dà)的多(duō)任務(wù)交換(huàn)時(shí)間（Switching Time）。

zui常用(yòng)的是掃瞄調諧，可調變(biàn)的本地(dì)振蕩器(qì)經(jīng)與(yǔ)CRT 同(tóng)步(bù)的(dí)掃(sǎo)瞄產生器產(chǎn)生隨時間(jiān)作(zuò)綫性變化(huà)的(dí)振蕩頻(pín)率(shuài)，經(jīng)混(hùn)波器與(yǔ)輸入信號混波降頻(pín)後(hòu)的(dí)中(zhōng)頻信號(hào)（IF）再放大，濾波與(yǔ)檢(jiǎn)波(bō)傳(chuán)送到(dào)CRT 的垂直(zhí)方向板，因此(cǐ)在(zài)CRT 的縱(zòng)軸顯(xiǎn)示信號振幅與(yǔ)頻率(shuài)的對應關係，信(xìn)號流程(chéng)架(jià)構如(rú)圖1.3 所(suǒ)示。

影(yǐng)響信號(hào)反應(yīng)的(dí)重要部份(fèn)為濾(lǜ)波(bō)器(qì)頻寬(kuān)，濾波(bō)器之特性(xìng)為高斯濾(lǜ)波器（Gaussian-Shaped Filter），影(yǐng)響的(dí)功能就(jiù)是量(liáng)測時(shí)常見到(dào)的解析頻(pín)寬(kuān)（RBW，Resolution Bandwidth）。RBW 代表兩個不同頻率的(dí)信號(hào)能夠被(bèi)清楚的分(fēn)辨(biàn)出來的(dí)zui低(dī)頻寬(kuān)差(chà)異(yì)，兩個(gè)不同(tóng)頻率(shuài)的(dí)信號頻(pín)寬(kuān)如低於的RBW，此時該兩(liǎng)信(xìn)號(hào)將重疊，難以分(fēn)辨(biàn)，較低的(dí)RBW 固(gù)然有助於(yú)不(bù)同頻率(shuài)信(xìn)號的(dí)分辨(biàn)與(yǔ)量(liáng)測(cè)，低的(dí)RBW 將濾(lǜ)除較(jiào)高頻率的信號成(chéng)份(fèn)，導致(zhì)信(xìn)號顯(xiǎn)示時產生失真(zhēn)，失(shī)真(zhēn)值(zhí)與設定(dìng)的RBW 密切相(xiāng)關，較高的RBW 固(gù)然有助於寬帶帶信(xìn)號(hào)的偵(zhēn)測(cè)，將增加(jiā)噪聲底(dǐ)層值(zhí)（Noise Floor），降(jiàng)低(dī)量(liáng)測靈敏度，對(duì)於偵測低強度的(dí)信(xìn)號(hào)易(yì)產生阻礙，因(yīn)此(cǐ)適當的RBW 寬(kuān)度是正確(què)使(shǐ)用(yòng)重(zhòng)要的(dí)概念。

另(lìng)外(wài)的視頻(pín)頻(pín)寬（VBW，Video Bandwidth）代(dài)表(biǎo)單(dān)一信(xìn)號(hào)顯(xiǎn)示(shì)在(zài)屏(píng)幕所需(xū)的(dí)zui低頻寬。如前所說明(míng)，量測(cè)信號(hào)時，視(shì)頻(pín)頻寬(kuān)過與(yǔ)不及均(jūn)非適(shì)宜(yí)，都將造成(chéng)量(liáng)測的困擾(rǎo)，如(rú)何(hé)調(tiáo)整必須(xū)加以了解。通(tōng)常RBW 的頻寬(kuān)大(dà)於(yú)等於(yú)VBW，調(tiáo)整RBW 而信號振(zhèn)幅並無產(chǎn)生明(míng)顯的變化(huà)，此時(shí)之(zhī)RBW 頻寬即(jí)可(kě)加以(yǐ)采用。量(liáng)測(cè)RF 視(shì)頻載波時(shí)，信號經(jīng)設備(bèi)內(nèi)部的(dí)混(hùn)波器降頻後再加以(yǐ)放大，濾波(bō)（RBW 決定(dìng)）及檢(jiǎn)波顯示等(děng)流程，若掃描(miáo)太快，RBW 濾(lǜ)波(bō)器(qì)將無法(fǎ)充電(diàn)到(dào)信號的振(zhèn)幅峰值(zhí)，因此必須(xū)維持足(zú)夠的掃(sǎo)描(miáo)時間，而RBW 的(dí)寬度與掃描(miáo)時間(jiān)呈(chéng)互(hù)動(dòng)關係(xì)，RBW 較大，掃描時(shí)間也較快(kuài)，反(fǎn)之亦(yì)然(rán)，RBW 適當寬(kuān)度的(dí)選擇(zé)因(yīn)而(ér)顯現其重要(yào)性。較寬(kuān)的(dí)RBW 較能(néng)充分(fēn)地反應(yīng)輸(shū)入信號(hào)的波形(xíng)與(yǔ)振幅，但(dàn)較(jiào)低的RBW 將能(néng)區別不同(tóng)頻率的信號。例如(rú)使(shǐ)用於6MHz 頻(pín)寬視訊頻(pín)道(dào)的(dí)量(liáng)測(cè)，經(jīng)驗得(dé)知，RBW 為300kHz 與3MHz 時，載波(bō)振幅峰值並不(bù)產(chǎn)生(shēng)顯著(zhù)變化(huà)，量(liáng)測6MHz的視頻(pín)信號(hào)通常選用(yòng)300kHz 的RBW 以降(jiàng)低(dī)噪聲。天(tiān)綫信(xìn)號量(liáng)測時，的(dí)展(zhǎn)頻（Span）使用100MHz，獲(huò)得較寬廣(guǎng)的(dí)信(xìn)號頻譜需求(qiú)，RBW使(shǐ)用(yòng)3MHz。這些的(dí)量測參(cān)數並非一(yī)成不變，將會依(yī)現場狀況(kuàng)及過去(qù)量測的(dí)經驗(yàn)加(jiā)以(yǐ)調(tiáo)整(zhěng)。

使(shǐ)用(yòng)

編(biān)輯(jí)

圖示(shì)測試儀

什(shí)麼(mó)是(shì)在(zài)頻(pín)域內(nèi)分析信(xìn)號的圖示測(cè)試儀(yí)。以(yǐ)圖形方式顯示信(xìn)號幅度按頻率(shuài)的(dí)分(fēn)布，即(jí)X軸表示(shì)頻(pín)率(shuài)，Y軸(zhóu)表示信號(hào)幅(fú)度(dù)。

原理

用窄帶(dài)帶通濾(lǜ)波器對信號進(jìn)行(háng)選通(tōng)。

主(zhǔ)要(yào)功(gōng)能

顯示被測(cè)信號(hào)的頻譜，幅度，頻(pín)率。可以全景顯示，也可以(yǐ)選定帶寬(kuān)測試。

測(cè)量機製

1．把(bǎ)被測信號與(yǔ)儀器內的(dí)基(jī)準頻率，基準(zhǔn)電(diàn)平(píng)進行對比。因為許(xǔ)多測量(liáng)的(dí)本質都是電平測試，如載波(bō)電平，A/V，頻響，C/N，CSO，CTB，HM，CM以(yǐ)及(jí)數字頻道平均(jūn)功(gōng)率等(děng)。

2．波(bō)形分(fēn)析(xī)：通過107選件(jiàn)和相應的(dí)分析軟件，對電視的行波形(xíng)進行分析，從(cóng)而測(cè)試視(shì)頻(pín)指標(biāo)。如DG，DP，CLDI，調(tiáo)製(zhì)深(shēn)度，頻(pín)偏等。