打通噪聲頻譜分析儀內部構造

打通噪聲頻譜分析儀(yi) 內(nei) 部構造

導讀：頻譜分析儀(yi) 本質上是一個(ge) 寬帶接收機，因此需要不隻一次的頻率轉換，次數由頻率範圍、頻率分辨率和RBW濾波器決(jue) 定。本文就帶大家一起了解下噪聲頻譜分析儀(yi) ，打通其內(nei) 部構造。

頻譜分析儀(yi) 的工作原理就像一個(ge) 寬帶接收機，寬帶範圍從(cong) 幾十kHz或幾十MHz開始。接收機的功能是將輸入信號的頻率轉換為(wei) 檢測回路能處理的頻段。寬帶接收機包括一個(ge) 混頻器、一個(ge) 本機振蕩器（LO）和一個(ge) 帶通濾波器。本機振蕩器產(chan) 生一個(ge) 混頻振蕩信號。混頻器將輸入信號與(yu) 本機振蕩器產(chan) 生的信號混合在一起，總信號就包括兩(liang) 種信號的和與(yu) 差，兩(liang) 信號之差稱為(wei) 中頻（IF），它是檢測回路使用的部分信號。帶通濾波器濾掉信號中不需要的成分，然後將僅(jin) 留下的IF傳(chuan) 到檢測和顯示單元。

1、衰減器

將衰減器置於(yu) 射頻輸入路徑，擴寬了輸入信號電平的動態範圍或對頻譜分析儀(yi) 增添了更多的輸入保護。

衰減器將來自混頻器（RF中部）的信號電平限製在一定範圍內(nei) ，如果輸入信號超過參考電平，將會(hui) 引起測量誤差或偽(wei) 噪聲。這就是為(wei) 什麽(me) 某些頻譜分析儀(yi) 會(hui) 在特定信號條件下列出儀(yi) 器規格，包括混頻器中具體(ti) 的信號電平。

2、分辨率濾波器

當輸入信號頻率轉換為(wei) 更低頻帶並濾入檢測和顯示單元時，為(wei) 了區分頻率接近的信號，會(hui) 用到RBW（分辨率帶寬）濾波器。

在不同分辨率帶寬下，RBW濾波器如何區分兩(liang) 種信號？將兩(liang) 個(ge) 等幅信號通過兩(liang) 種RBW濾波器濾波，其中RBW1的分辨率優(you) 於(yu) RBW2，當通過較窄RBW1濾波器時，能清晰分辨出兩(liang) 種信號，但是通過較寬RBW2濾波器時，結果就不如RBW1。可以預測到，如果RBW2的分辨率帶寬更寬，我們(men) 甚至會(hui) 將結果誤認為(wei) 是一個(ge) 信號。當兩(liang) 個(ge) 信號的頻率十分接近時，這種情況就會(hui) 發生。另一種情況是，當兩(liang) 個(ge) 信號的幅值差距很大，RBW1仍能夠檢測到較小信號，但是RBW2卻不能，如下圖所示，所以這些濾波器又稱為(wei) 分辨率濾波器。

3、檢波器

RBW濾波之後，檢波器能夠檢測能量並將其轉換成直流電壓。顯示單元利用該直流電壓描繪頻譜分布。

4、視頻濾波器

在直流電壓進入顯示單元之前，需要將檢波器產(chan) 生的噪聲壓縮，這個(ge) 濾波器稱為(wei) 視頻濾波器，它的帶寬稱為(wei) VBW。

視頻濾波器也作為(wei) 後置濾波器，VBW會(hui) 對顯示輸出產(chan) 生影響。如果待測信號通過兩(liang) 個(ge) VBW濾波器，其中VBW1小於(yu) VBW2，結果顯示VBW2的底噪要比VBW1大，換句話說，視頻濾波器將底噪平均了。但要注意的是，底噪電平並沒有改變，VBW濾波器僅(jin) 平均噪聲電平，並不影響信號底噪的總體(ti) 幅值。

5、掃描時間

上述內(nei) 容介紹了頻譜分析儀(yi) 的基本結構，而且對RBW和VBW也作了詳細解釋。一般來說，掃描時間與(yu) 頻譜分析儀(yi) 的頻率分辨率成反比。掃描時間越快，解析度越低（RBW、VBW越寬）；掃描時間越慢，解析度越高（RBW、VBW越窄）。因此如果選擇較窄的RBW或VBW，顯示信號的時間就會(hui) 變長。這就意味著RBW和VBW越窄，掃描時間越長。對於(yu) RBW/VBW掃描時間，絕大多數頻譜儀(yi) 都具有自動和手動選擇模式。自動模式權衡了頻寬、RBW、VBW和掃描時間，通常能獲取的結合。