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頻譜分析儀原理等介紹
[ 2011-3-23 ] [轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源：就是要儀器網(wǎng) m.mrboha.com]
頻譜分析儀是研究電信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)的儀器，用于信號(hào)失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號(hào)參數(shù)的測(cè)量，可用以測(cè)量放大器和濾波器等電路系統(tǒng)的某些參數(shù)，是一種多用途的電子測(cè)量儀器。它又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等。現(xiàn)代頻譜分析儀能以模擬方式或數(shù)字方式顯示分析結(jié)果,能分析1赫以下的甚低頻到亞毫米波段的全部無線電頻段的電信號(hào)。儀器內(nèi)部若采用數(shù)字電路和微處理器，具有存儲(chǔ)和運(yùn)算功能；配置標(biāo)準(zhǔn)接口，就容易構(gòu)成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。
在實(shí)驗(yàn)室和車間最常用的信號(hào)測(cè)試儀器是電子示波器。人的思維對(duì)時(shí)間概念比較敏感，每時(shí)每刻都與時(shí)域事件發(fā)生聯(lián)系，但是信號(hào)往往以頻率形式出現(xiàn)，用示波器觀察最簡單的調(diào)幅載波信號(hào)也不方便，往往顯示載波時(shí)看不清調(diào)制儀，屏幕上獲得的是三條譜線，即載頻和在載頻左右的調(diào)制頻。調(diào)制方式越復(fù)雜，電子示波器越難顯示，頻譜分析器的表達(dá)能力強(qiáng)，頻譜分析儀是名副其實(shí)的頻域儀器的代表。溝通時(shí)間一頻率的數(shù)字表達(dá)方法就是傅里葉變換，它把時(shí)間信號(hào)分解成正弦和余弦曲線的疊加，完成信號(hào)由時(shí)間域轉(zhuǎn)換到頻率域的過程。
早期的頻譜分析儀實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)掃頻接收機(jī)，輸入信號(hào)與本地振蕩信號(hào)在混頻器變頻后，經(jīng)過一組并聯(lián)的不同中心頻率的帶通濾波器，使輸入信號(hào)顯示在一組帶通濾波器限定的頻率軸上。顯然，由于帶通濾波器由無源元件構(gòu)成，頻譜分析器整體上顯得很笨重，而且頻率分辨率不高。既然傅里葉變換可把輸入信號(hào)分解成分立的頻率分量，同樣可起著濾波器類似的作用，借助快速傅里葉變換電路代替低通濾波器，使頻譜分析儀的構(gòu)成簡化，分辨率增高，測(cè)量時(shí)間縮短，掃頻范圍擴(kuò)大，這就是現(xiàn)代頻譜分析儀的優(yōu)點(diǎn)了。
矢量信號(hào)分析儀是在預(yù)定頻率范圍內(nèi)自動(dòng)測(cè)量電路增益與相應(yīng)的儀器，它有內(nèi)部的掃頻頻率源或可控制的外部信號(hào)源。其功能是測(cè)量對(duì)輸入該掃頻信號(hào)的被測(cè)電路的增益與相位，因而它的電路結(jié)構(gòu)與頻譜分析儀相似。頻譜分析儀需要測(cè)量未知的和任意的輸入頻率，矢量信號(hào)分析儀則只測(cè)量自身的或受控的已知頻率；頻譜分析儀只測(cè)量輸入信號(hào)的幅度（標(biāo)量儀器），矢量信號(hào)分析儀則測(cè)量輸入信號(hào)的幅度和相位（矢量儀器）。由此可見，矢量信號(hào)分析儀的電路結(jié)構(gòu)比頻譜分析儀復(fù)雜，價(jià)位也較高�，F(xiàn)代的矢量信號(hào)分析儀也采用快速傅里葉變換，以下介紹它們的異同。
頻譜分析儀和FFT頻譜分析儀
傳統(tǒng)的頻譜分析儀的電路是在一定帶寬內(nèi)可調(diào)諧的接收機(jī)，輸入信號(hào)經(jīng)下變頻后由低通濾器輸出，濾波輸出作為垂直分量，頻率作為水平分量，在示波器屏幕上繪出坐標(biāo)圖，就是輸入信號(hào)的頻譜圖。由于變頻器可以達(dá)到很寬的頻率，例如30HZ- 30GHZ，與外部混頻器配合，可擴(kuò)展到100GHz以上，頻譜分析儀是頻率覆蓋最寬的測(cè)量儀器之一。無論測(cè)量連續(xù)信號(hào)或調(diào)制信號(hào)，頻譜分析器都是很理想的測(cè)量工具。
但是，傳統(tǒng)的頻譜分析儀也有明顯的缺點(diǎn)。首先，它只適于測(cè)量穩(wěn)態(tài)信號(hào)，不適宜測(cè)量瞬態(tài)事件；第二，它只能測(cè)量頻率的幅度，缺少相位信息，因此屬于標(biāo)量儀器而不是矢量儀器；第三，它需要多種低頻帶通濾波器，獲得的測(cè)量結(jié)果要花費(fèi)較長的時(shí)間，因此被視為非實(shí)時(shí)儀器。
既然通過傅里葉運(yùn)算可以將被測(cè)信號(hào)分解成分立的頻率分量，達(dá)到與傳統(tǒng)頻譜分析儀同樣的結(jié)果，出現(xiàn)基于快速傅里葉變換（FFT）的頻譜分析儀。這種新型的頻譜分析儀采用數(shù)字方法直接由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）對(duì)輸入信號(hào)取樣，再經(jīng)FFT處理后獲得頻譜分布圖。據(jù)此可知，這種頻譜分析儀亦稱為實(shí)時(shí)頻譜分析儀，它的頻率范圍受到ADC采集速率和FFT運(yùn)算速度的限制。
為獲得良好的儀器線性度和高分辨率，對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的ADC需要12位 -16位的分辨率，按取樣原理可知，ADC的取樣率最少等于輸入信號(hào)最高頻率的兩倍，亦即頻率上限是100MHz的實(shí)時(shí)頻譜分析儀需要ADC有 200MS/S的取樣率。目前半導(dǎo)體工藝水平可制成分辨率8位和取樣率4GS/S的ADC或者分辨率12位和取樣率800MS/S的ADC，亦即，原理上儀器可達(dá)到2GHz的帶寬，此時(shí)垂直分辨率只有8位（256級(jí)），顯然8位分辨率過低，因此，實(shí)時(shí)頻譜分析儀適用于400MHz帶寬以下的頻段，此時(shí)具有 12位（4096級(jí)）以上的分辨率。為了擴(kuò)展頻率上限，可在ADC前端增加下變頻器，本振采用直接數(shù)字事成的振蕩器，這種混合式的頻譜分析儀適合在幾 GHz以下的頻段使用。
FFT的性能用取樣點(diǎn)數(shù)和取樣率來表征，例如用100KS/S的取樣率對(duì)輸入信號(hào)取樣1024點(diǎn)，則最高輸入頻率是 50KHz和分辨率是50Hz。如果取樣點(diǎn)數(shù)為2048點(diǎn)，則分辨率提高到25Hz。由此可知，最高輸入頻率取決全取樣率，分辨率取決于取樣點(diǎn)數(shù)。FFT 運(yùn)算時(shí)間與取樣點(diǎn)數(shù)成對(duì)數(shù)關(guān)系，頻譜分析儀需要高頻率、高分辨率和高速運(yùn)算時(shí)，要選用高速的FFT硬件，或者相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）芯片。例如，10MHz輸入頻率的1024點(diǎn)的運(yùn)算時(shí)間80μs，而10KHz的1024點(diǎn)的運(yùn)算時(shí)間變?yōu)?4ms，1KHz的1024點(diǎn)的運(yùn)算時(shí)間增加至 640ms。當(dāng)運(yùn)算時(shí)間超過200ms時(shí)，屏幕的反應(yīng)變慢，不適于眼睛的觀察，補(bǔ)救辦法是減少取樣點(diǎn)數(shù)，使運(yùn)算時(shí)間降低至200ms以下。
矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀
對(duì)于頻譜分析和電磁干擾測(cè)量來說，頻譜分析儀是通信測(cè)量儀器中常用的設(shè)備，由于具有大于100dB的動(dòng)態(tài)范圍、低于-110dBc/Hz的噪聲、 1Hz-100Hz的帶寬、50GHz以上的頻率范圍，能夠接收到極微弱的信號(hào)和分辨出兩個(gè)幅度相差很大的信號(hào)。頻譜分析儀的缺點(diǎn)是只能顯示頻率分量的幅值，而不能獲得信號(hào)的相位。對(duì)于某些通信元器件和通信鏈路，幅值和相位必須能夠同時(shí)測(cè)量出來，前者如放大器和振蕩器，后者是第一代至第三代的移動(dòng)通信。
前面曾提及，為了擴(kuò)大基于FFT的頻譜分析儀的頻率范圍，可在前端增加下變頻器。同樣原理可用于矢量信號(hào)分析儀，它是傳統(tǒng)頻譜分析儀與FFT分析儀的結(jié)合，從而獲得在高頻和射頻頻率下的FFT分析能力，同時(shí)顯示幅度和相位信息。對(duì)于現(xiàn)代通信的數(shù)字調(diào)制分析，以及調(diào)幅/調(diào)頻/調(diào)相的解調(diào)都是非常有效的手段。
頻譜分析儀的變頻前端擴(kuò)展儀器到GHz的頻段，經(jīng)變頻后的輸入信號(hào)頻率變成適于FFT處理的頻段，電路中的濾波器與頻譜分析儀的濾波器不同，這里的濾波器不是選擇性的，而防止ADC變換過程產(chǎn)生的信號(hào)混疊，即變換過程中出現(xiàn)的虛假信號(hào)。ADC的輸出分成兩路，獲得同相和正交信號(hào)，經(jīng)DSP 作時(shí)間一頻率的FFT運(yùn)算后由顯示屏獲得頻譜的幅度和相位。
目前儀器公司供應(yīng)的矢量信號(hào)分析器的頻率范圍可達(dá)3GHz，測(cè)量對(duì)象是復(fù)雜的移動(dòng)通信常用頻段的調(diào)制信號(hào)，如GSM、CDMA的基帶特性和載波特性。矢量信號(hào)分析儀的測(cè)量模式有：標(biāo)量、矢量、數(shù)字解調(diào)和門控測(cè)量。觸發(fā)可由基帶輸入信號(hào)或由中頻信號(hào)調(diào)節(jié)，包括觸發(fā)電平和相位。掃頻方式有單次和連續(xù)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)可多次平均，并用有效值（RMS）、峰值保持和指數(shù)坐標(biāo)指示。
一種新型的矢量信號(hào)分析器的重要特性是：頻率范圍-DC--2.7GHz;基帶帶寬--40MHz;中頻帶寬36MHz;率分辨率--0.001HZ;時(shí)基準(zhǔn)確度--0.2ppm/年；相位噪聲--97dBc/Hz（載波偏移100Hz）,-122dBc/Hz（載波偏移1khz）幅度范圍 -45-+20dBm；幅度準(zhǔn)確度--正負(fù)2dB；三階互調(diào)失真---70dB。應(yīng)用領(lǐng)域是衛(wèi)星通信、擴(kuò)頻跳頻通信、點(diǎn)到點(diǎn)通信、以及頻率監(jiān)控和搜索。以移動(dòng)通信的碼分多址（CDMA）來說，利用配套的分析軟件，可以獲得：
發(fā)射機(jī)的平均載波功率
功率隨時(shí)間的變化
相位和頻率誤差
鄰近信道功率比
偽隨機(jī)噪聲序列的調(diào)制精度
近距離寄發(fā)生發(fā)射頻率
頻譜測(cè)量和波形測(cè)量
在無線基站或移動(dòng)電話的產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)品檢驗(yàn)中，矢量信號(hào)分析儀可按多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)GSM、CDMA等的發(fā)射機(jī)和手機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的精度和動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量。在CDMA等通信產(chǎn)品生產(chǎn)中，只利用連續(xù)測(cè)量是不夠的，利用數(shù)字調(diào)制信號(hào)可方便地測(cè)出輸出功率和失真等重要參數(shù)。
矢量信號(hào)分析儀采用Windows平臺(tái)，容易通過外接微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和交換，Windows平臺(tái)便于性能升級(jí)和利用其他工程設(shè)計(jì)工具，熟識(shí)的圖形界面可縮短學(xué)習(xí)時(shí)間，留出更多的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量和應(yīng)用各種設(shè)計(jì)及測(cè)試工具。
數(shù)字存儲(chǔ)示波器的頻譜測(cè)量
數(shù)字存儲(chǔ)示波器（DSO）的前端就是ADC變換，因而同樣具有頻譜分析能力，通過標(biāo)準(zhǔn)或選購的FFT模塊獲得頻譜分析特性。應(yīng)該指出，DSO主要特點(diǎn)是時(shí)域測(cè)量，帶寬100MHz的產(chǎn)品具有10位以上的垂直分辨率，帶寬500MHz的產(chǎn)品只有8位的分辨率，亦即在分辨率上低于頻譜分析儀的12位-16 位。DSO的前置放大器和衰減器引入瞬態(tài)失真，容易在頻譜圖上表現(xiàn)為低電平的譜波噪聲。
特別是高頻數(shù)字在存儲(chǔ)示波器，它采用交疊的ADC來提高取樣率，例如每塊ADC的取樣率是1Gs/s，兩塊疊加起來獲得2Gs/s的取樣率。這是簡便的提高有效帶寬的辦法，但用于頻譜顯示時(shí)，各ADC的線性度、增益、頻率響應(yīng)和取樣定時(shí)稍有差別，都會(huì)在取樣時(shí)鐘脈沖交疊取樣過程中引入頻譜失真，相當(dāng)多了一組Fs/N的取樣脈沖，這里Fs是基本取樣頻率，N是交疊的ADC數(shù)。這種電路自身產(chǎn)生的混疊信號(hào)不容易用濾波器消除，用DSO測(cè)量高頻信號(hào)時(shí)要非常小心在頻譜圖上出現(xiàn)的混疊信息。例如，利用上述兩塊取樣率 1Gs/s ADC構(gòu)成的DSO來觀察100MHz正弦波時(shí)，會(huì)在900、1100MHz附近出現(xiàn)虛假信號(hào)。由此可見，DSO觀察時(shí)域信號(hào)是最好的儀器，由于頻域變換后往往出現(xiàn)虛假信號(hào)，測(cè)量頻譜特性時(shí)一定要注意“去偽存真”。
小結(jié)
頻譜分析儀的頻率范圍最寬，靈敏度高，非常適于通信設(shè)備和鏈路的頻率分布測(cè)量，缺點(diǎn)是只能獲得輸入信號(hào)的幅值。矢量信號(hào)分析儀頻率范圍較低，利用FFT的特點(diǎn)能夠同時(shí)獲得幅度和相位，特別地第一、二、三代移動(dòng)通信，包括蜂窩、GSM和CDMA設(shè)備的測(cè)量。
早期的頻譜分析儀實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)掃頻接收機(jī)，輸入信號(hào)與本地振蕩信號(hào)在混頻器變頻后，經(jīng)過一組并聯(lián)的不同中心頻率的帶通濾波器，使輸入信號(hào)顯示在一組帶通濾波器限定的頻率軸上。顯然，由于帶通濾波器由無源元件構(gòu)成，頻譜分析器整體上顯得很笨重，而且頻率分辨率不高。既然傅里葉變換可把輸入信號(hào)分解成分立的頻率分量，同樣可起著濾波器類似的作用，借助快速傅里葉變換電路代替低通濾波器，使頻譜分析儀的構(gòu)成簡化，分辨率增高，測(cè)量時(shí)間縮短，掃頻范圍擴(kuò)大，這就是現(xiàn)代頻譜分析儀的優(yōu)點(diǎn)了。
矢量信號(hào)分析儀是在預(yù)定頻率范圍內(nèi)自動(dòng)測(cè)量電路增益與相應(yīng)的儀器，它有內(nèi)部的掃頻頻率源或可控制的外部信號(hào)源。其功能是測(cè)量對(duì)輸入該掃頻信號(hào)的被測(cè)電路的增益與相位，因而它的電路結(jié)構(gòu)與頻譜分析儀相似。頻譜分析儀需要測(cè)量未知的和任意的輸入頻率，矢量信號(hào)分析儀則只測(cè)量自身的或受控的已知頻率；頻譜分析儀只測(cè)量輸入信號(hào)的幅度（標(biāo)量儀器），矢量信號(hào)分析儀則測(cè)量輸入信號(hào)的幅度和相位（矢量儀器）。由此可見，矢量信號(hào)分析儀的電路結(jié)構(gòu)比頻譜分析儀復(fù)雜，價(jià)位也較高�，F(xiàn)代的矢量信號(hào)分析儀也采用快速傅里葉變換，以下介紹它們的異同。
頻譜分析儀和FFT頻譜分析儀
傳統(tǒng)的頻譜分析儀的電路是在一定帶寬內(nèi)可調(diào)諧的接收機(jī)，輸入信號(hào)經(jīng)下變頻后由低通濾器輸出，濾波輸出作為垂直分量，頻率作為水平分量，在示波器屏幕上繪出坐標(biāo)圖，就是輸入信號(hào)的頻譜圖。由于變頻器可以達(dá)到很寬的頻率，例如30HZ- 30GHZ，與外部混頻器配合，可擴(kuò)展到100GHz以上，頻譜分析儀是頻率覆蓋最寬的測(cè)量儀器之一。無論測(cè)量連續(xù)信號(hào)或調(diào)制信號(hào)，頻譜分析器都是很理想的測(cè)量工具。
但是，傳統(tǒng)的頻譜分析儀也有明顯的缺點(diǎn)。首先，它只適于測(cè)量穩(wěn)態(tài)信號(hào)，不適宜測(cè)量瞬態(tài)事件；第二，它只能測(cè)量頻率的幅度，缺少相位信息，因此屬于標(biāo)量儀器而不是矢量儀器；第三，它需要多種低頻帶通濾波器，獲得的測(cè)量結(jié)果要花費(fèi)較長的時(shí)間，因此被視為非實(shí)時(shí)儀器。
既然通過傅里葉運(yùn)算可以將被測(cè)信號(hào)分解成分立的頻率分量，達(dá)到與傳統(tǒng)頻譜分析儀同樣的結(jié)果，出現(xiàn)基于快速傅里葉變換（FFT）的頻譜分析儀。這種新型的頻譜分析儀采用數(shù)字方法直接由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）對(duì)輸入信號(hào)取樣，再經(jīng)FFT處理后獲得頻譜分布圖。據(jù)此可知，這種頻譜分析儀亦稱為實(shí)時(shí)頻譜分析儀，它的頻率范圍受到ADC采集速率和FFT運(yùn)算速度的限制。
為獲得良好的儀器線性度和高分辨率，對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的ADC需要12位 -16位的分辨率，按取樣原理可知，ADC的取樣率最少等于輸入信號(hào)最高頻率的兩倍，亦即頻率上限是100MHz的實(shí)時(shí)頻譜分析儀需要ADC有 200MS/S的取樣率。目前半導(dǎo)體工藝水平可制成分辨率8位和取樣率4GS/S的ADC或者分辨率12位和取樣率800MS/S的ADC，亦即，原理上儀器可達(dá)到2GHz的帶寬，此時(shí)垂直分辨率只有8位（256級(jí)），顯然8位分辨率過低，因此，實(shí)時(shí)頻譜分析儀適用于400MHz帶寬以下的頻段，此時(shí)具有 12位（4096級(jí)）以上的分辨率。為了擴(kuò)展頻率上限，可在ADC前端增加下變頻器，本振采用直接數(shù)字事成的振蕩器，這種混合式的頻譜分析儀適合在幾 GHz以下的頻段使用。
FFT的性能用取樣點(diǎn)數(shù)和取樣率來表征，例如用100KS/S的取樣率對(duì)輸入信號(hào)取樣1024點(diǎn)，則最高輸入頻率是 50KHz和分辨率是50Hz。如果取樣點(diǎn)數(shù)為2048點(diǎn)，則分辨率提高到25Hz。由此可知，最高輸入頻率取決全取樣率，分辨率取決于取樣點(diǎn)數(shù)。FFT 運(yùn)算時(shí)間與取樣點(diǎn)數(shù)成對(duì)數(shù)關(guān)系，頻譜分析儀需要高頻率、高分辨率和高速運(yùn)算時(shí)，要選用高速的FFT硬件，或者相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）芯片。例如，10MHz輸入頻率的1024點(diǎn)的運(yùn)算時(shí)間80μs，而10KHz的1024點(diǎn)的運(yùn)算時(shí)間變?yōu)?4ms，1KHz的1024點(diǎn)的運(yùn)算時(shí)間增加至 640ms。當(dāng)運(yùn)算時(shí)間超過200ms時(shí)，屏幕的反應(yīng)變慢，不適于眼睛的觀察，補(bǔ)救辦法是減少取樣點(diǎn)數(shù)，使運(yùn)算時(shí)間降低至200ms以下。
矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀
對(duì)于頻譜分析和電磁干擾測(cè)量來說，頻譜分析儀是通信測(cè)量儀器中常用的設(shè)備，由于具有大于100dB的動(dòng)態(tài)范圍、低于-110dBc/Hz的噪聲、 1Hz-100Hz的帶寬、50GHz以上的頻率范圍，能夠接收到極微弱的信號(hào)和分辨出兩個(gè)幅度相差很大的信號(hào)。頻譜分析儀的缺點(diǎn)是只能顯示頻率分量的幅值，而不能獲得信號(hào)的相位。對(duì)于某些通信元器件和通信鏈路，幅值和相位必須能夠同時(shí)測(cè)量出來，前者如放大器和振蕩器，后者是第一代至第三代的移動(dòng)通信。
前面曾提及，為了擴(kuò)大基于FFT的頻譜分析儀的頻率范圍，可在前端增加下變頻器。同樣原理可用于矢量信號(hào)分析儀，它是傳統(tǒng)頻譜分析儀與FFT分析儀的結(jié)合，從而獲得在高頻和射頻頻率下的FFT分析能力，同時(shí)顯示幅度和相位信息。對(duì)于現(xiàn)代通信的數(shù)字調(diào)制分析，以及調(diào)幅/調(diào)頻/調(diào)相的解調(diào)都是非常有效的手段。
頻譜分析儀的變頻前端擴(kuò)展儀器到GHz的頻段，經(jīng)變頻后的輸入信號(hào)頻率變成適于FFT處理的頻段，電路中的濾波器與頻譜分析儀的濾波器不同，這里的濾波器不是選擇性的，而防止ADC變換過程產(chǎn)生的信號(hào)混疊，即變換過程中出現(xiàn)的虛假信號(hào)。ADC的輸出分成兩路，獲得同相和正交信號(hào)，經(jīng)DSP 作時(shí)間一頻率的FFT運(yùn)算后由顯示屏獲得頻譜的幅度和相位。
目前儀器公司供應(yīng)的矢量信號(hào)分析器的頻率范圍可達(dá)3GHz，測(cè)量對(duì)象是復(fù)雜的移動(dòng)通信常用頻段的調(diào)制信號(hào)，如GSM、CDMA的基帶特性和載波特性。矢量信號(hào)分析儀的測(cè)量模式有：標(biāo)量、矢量、數(shù)字解調(diào)和門控測(cè)量。觸發(fā)可由基帶輸入信號(hào)或由中頻信號(hào)調(diào)節(jié)，包括觸發(fā)電平和相位。掃頻方式有單次和連續(xù)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)可多次平均，并用有效值（RMS）、峰值保持和指數(shù)坐標(biāo)指示。
一種新型的矢量信號(hào)分析器的重要特性是：頻率范圍-DC--2.7GHz;基帶帶寬--40MHz;中頻帶寬36MHz;率分辨率--0.001HZ;時(shí)基準(zhǔn)確度--0.2ppm/年；相位噪聲--97dBc/Hz（載波偏移100Hz）,-122dBc/Hz（載波偏移1khz）幅度范圍 -45-+20dBm；幅度準(zhǔn)確度--正負(fù)2dB；三階互調(diào)失真---70dB。應(yīng)用領(lǐng)域是衛(wèi)星通信、擴(kuò)頻跳頻通信、點(diǎn)到點(diǎn)通信、以及頻率監(jiān)控和搜索。以移動(dòng)通信的碼分多址（CDMA）來說，利用配套的分析軟件，可以獲得：
發(fā)射機(jī)的平均載波功率
功率隨時(shí)間的變化
相位和頻率誤差
鄰近信道功率比
偽隨機(jī)噪聲序列的調(diào)制精度
近距離寄發(fā)生發(fā)射頻率
頻譜測(cè)量和波形測(cè)量
在無線基站或移動(dòng)電話的產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)品檢驗(yàn)中，矢量信號(hào)分析儀可按多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)GSM、CDMA等的發(fā)射機(jī)和手機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的精度和動(dòng)態(tài)范圍測(cè)量。在CDMA等通信產(chǎn)品生產(chǎn)中，只利用連續(xù)測(cè)量是不夠的，利用數(shù)字調(diào)制信號(hào)可方便地測(cè)出輸出功率和失真等重要參數(shù)。
矢量信號(hào)分析儀采用Windows平臺(tái)，容易通過外接微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和交換，Windows平臺(tái)便于性能升級(jí)和利用其他工程設(shè)計(jì)工具，熟識(shí)的圖形界面可縮短學(xué)習(xí)時(shí)間，留出更多的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量和應(yīng)用各種設(shè)計(jì)及測(cè)試工具。
數(shù)字存儲(chǔ)示波器的頻譜測(cè)量
數(shù)字存儲(chǔ)示波器（DSO）的前端就是ADC變換，因而同樣具有頻譜分析能力，通過標(biāo)準(zhǔn)或選購的FFT模塊獲得頻譜分析特性。應(yīng)該指出，DSO主要特點(diǎn)是時(shí)域測(cè)量，帶寬100MHz的產(chǎn)品具有10位以上的垂直分辨率，帶寬500MHz的產(chǎn)品只有8位的分辨率，亦即在分辨率上低于頻譜分析儀的12位-16 位。DSO的前置放大器和衰減器引入瞬態(tài)失真，容易在頻譜圖上表現(xiàn)為低電平的譜波噪聲。
特別是高頻數(shù)字在存儲(chǔ)示波器，它采用交疊的ADC來提高取樣率，例如每塊ADC的取樣率是1Gs/s，兩塊疊加起來獲得2Gs/s的取樣率。這是簡便的提高有效帶寬的辦法，但用于頻譜顯示時(shí)，各ADC的線性度、增益、頻率響應(yīng)和取樣定時(shí)稍有差別，都會(huì)在取樣時(shí)鐘脈沖交疊取樣過程中引入頻譜失真，相當(dāng)多了一組Fs/N的取樣脈沖，這里Fs是基本取樣頻率，N是交疊的ADC數(shù)。這種電路自身產(chǎn)生的混疊信號(hào)不容易用濾波器消除，用DSO測(cè)量高頻信號(hào)時(shí)要非常小心在頻譜圖上出現(xiàn)的混疊信息。例如，利用上述兩塊取樣率 1Gs/s ADC構(gòu)成的DSO來觀察100MHz正弦波時(shí)，會(huì)在900、1100MHz附近出現(xiàn)虛假信號(hào)。由此可見，DSO觀察時(shí)域信號(hào)是最好的儀器，由于頻域變換后往往出現(xiàn)虛假信號(hào)，測(cè)量頻譜特性時(shí)一定要注意“去偽存真”。
小結(jié)
頻譜分析儀的頻率范圍最寬，靈敏度高，非常適于通信設(shè)備和鏈路的頻率分布測(cè)量，缺點(diǎn)是只能獲得輸入信號(hào)的幅值。矢量信號(hào)分析儀頻率范圍較低，利用FFT的特點(diǎn)能夠同時(shí)獲得幅度和相位，特別地第一、二、三代移動(dòng)通信，包括蜂窩、GSM和CDMA設(shè)備的測(cè)量。
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