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打通噪聲頻譜分析儀內(nèi)部構(gòu)造

導(dǎo)讀：頻譜分析儀本質(zhì)上是一個(gè)寬帶接收機(jī),，因此需要不只一次的頻率轉(zhuǎn)換,，次數(shù)由頻率范圍、頻率分辨率和RBW濾波器決定,。本文就帶大家一起了解下噪聲頻譜分析儀,，打通其內(nèi)部構(gòu)造。

頻譜分析儀的工作原理就像一個(gè)寬帶接收機(jī)，寬帶范圍從幾十kHz或幾十MHz開始,。接收機(jī)的功能是將輸入信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換為檢測(cè)回路能處理的頻段,。寬帶接收機(jī)包括一個(gè)混頻器、一個(gè)本機(jī)振蕩器（LO）和一個(gè)帶通濾波器,。本機(jī)振蕩器產(chǎn)生一個(gè)混頻振蕩信號(hào),。混頻器將輸入信號(hào)與本機(jī)振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)混合在一起,，總信號(hào)就包括兩種信號(hào)的和與差,，兩信號(hào)之差稱為中頻（IF），它是檢測(cè)回路使用的部分信號(hào),。帶通濾波器濾掉信號(hào)中不需要的成分,，然后將僅留下的IF傳到檢測(cè)和顯示單元。

1,、衰減器

將衰減器置于射頻輸入路徑,，擴(kuò)寬了輸入信號(hào)電平的動(dòng)態(tài)范圍或?qū)︻l譜分析儀增添了更多的輸入保護(hù)。

衰減器將來自混頻器（RF中部）的信號(hào)電平限制在一定范圍內(nèi),，如果輸入信號(hào)超過參考電平,，將會(huì)引起測(cè)量誤差或偽噪聲。這就是為什么某些頻譜分析儀會(huì)在特定信號(hào)條件下列出儀器規(guī)格,，包括混頻器中具體的信號(hào)電平,。

2、分辨率濾波器

當(dāng)輸入信號(hào)頻率轉(zhuǎn)換為更低頻帶并濾入檢測(cè)和顯示單元時(shí),，為了區(qū)分頻率接近的信號(hào),，會(huì)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(qū)分兩種信號(hào),？將兩個(gè)等幅信號(hào)通過兩種RBW濾波器濾波，其中RBW1的分辨率優(yōu)于RBW2,，當(dāng)通過較窄RBW1濾波器時(shí),，能清晰分辨出兩種信號(hào)，但是通過較寬RBW2濾波器時(shí),，結(jié)果就不如RBW1,。可以預(yù)測(cè)到,，如果RBW2的分辨率帶寬更寬,，我們甚至?xí)⒔Y(jié)果誤認(rèn)為是一個(gè)信號(hào)。當(dāng)兩個(gè)信號(hào)的頻率十分接近時(shí),，這種情況就會(huì)發(fā)生,。另一種情況是，當(dāng)兩個(gè)信號(hào)的幅值差距很大，RBW1仍能夠檢測(cè)到較小信號(hào),，但是RBW2卻不能,，如下圖所示,，所以這些濾波器又稱為分辨率濾波器,。

3、檢波器

RBW濾波之后,，檢波器能夠檢測(cè)能量并將其轉(zhuǎn)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(jìn)入顯示單元之前,，需要將檢波器產(chǎn)生的噪聲壓縮，這個(gè)濾波器稱為視頻濾波器,，它的帶寬稱為VBW,。

視頻濾波器也作為后置濾波器，VBW會(huì)對(duì)顯示輸出產(chǎn)生影響,。如果待測(cè)信號(hào)通過兩個(gè)VBW濾波器,，其中VBW1小于VBW2，結(jié)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,，底噪電平并沒有改變,，VBW濾波器僅平均噪聲電平，并不影響信號(hào)底噪的總體幅值,。

5,、掃描時(shí)間

上述內(nèi)容介紹了頻譜分析儀的基本結(jié)構(gòu)，而且對(duì)RBW和VBW也作了詳細(xì)解釋,。一般來說,，掃描時(shí)間與頻譜分析儀的頻率分辨率成反比。掃描時(shí)間越快,，解析度越低（RBW,、VBW越寬）；掃描時(shí)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(hào)的時(shí)間就會(huì)變長,。這就意味著RBW和VBW越窄，掃描時(shí)間越長。對(duì)于RBW/VBW掃描時(shí)間,，絕大多數(shù)頻譜儀都具有自動(dòng)和手動(dòng)選擇模式,。自動(dòng)模式權(quán)衡了頻寬、RBW,、VBW和掃描時(shí)間,，通常能獲取的結(jié)合。