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關(guān)于頻譜分析儀分辨率帶寬,您了解多少?

來源:蘇州威銳科電子有限公司   2024年12月03日 10:06  

對射頻工程師來說,在其產(chǎn)品生命周期的各個階段,都會用到一種基本而又至關(guān)重要的測量工具:頻譜分析儀或信號分析儀。儀器的關(guān)鍵指標(biāo),比如性能、精度和速度等,可協(xié)助射頻工程師提升設(shè)計質(zhì)量,并有助于提高測試效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 

“信號分析儀”通常是指具有以下特征的儀器:采用頻譜分析儀架構(gòu)和全數(shù)字中頻(IF)區(qū)段, 以復(fù)雜矢量方式處理信號,實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制分析與時間捕獲等多域操作。

分辨率帶寬是一項基本的分析參數(shù)。在以分離重要頻譜分量和設(shè)置本底噪聲為目標(biāo)時,分辨率帶寬所扮演的角色便更加重要。它能夠讓您更輕松地從分析儀或 DUT 引發(fā)的噪聲 中,識別出所需的信號。 在執(zhí)行要求苛刻的測量時,頻譜分析儀必須精確,并且要有測量速度與高動態(tài)范圍的恰當(dāng) 配合。在大多數(shù)情況下,如果過于偏重一面,就會對另一面造成影響。采用或窄或?qū)挼姆直媛蕩捑褪且豁椫匾∩帷?nbsp;

測量低電平信號時,較窄的設(shè)置較為有利:可以降低頻譜分析儀的顯示平均噪聲電平(DANL),從而增大動態(tài)范圍和提高測量靈敏度。 在圖 1 中可看到,將分辨率帶寬從 100 kHz 更改為 10 kHz,便能夠?qū)γ黠@的 –103 dBm 信號進(jìn)行更準(zhǔn)確的測量:分辨率帶寬 減少 10 倍可使 DANL 提升 10 dB。 

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當(dāng)然,較窄的設(shè)置不會永遠(yuǎn)都是好的選擇。對于調(diào)制信號,必須將分辨率帶寬設(shè)置得足夠?qū)?,使其能夠包含邊帶。除非進(jìn)行集成式頻段功率測量(例如合并多個測量點以涵蓋整個信號帶寬),否則就會使功率的測量結(jié)果不夠準(zhǔn)確。通常,對排列緊密的寬帶數(shù)字調(diào)制信號來說,這種測量方法 — 把使用窄分辨率帶寬測得的多個測量點功率綜合起來最為實用。 窄帶寬設(shè)置有一個重要的缺點:掃描速度慢。 

掃描速率通常與分辨率帶寬的平方成正比,因此相 較于較窄的設(shè)置,較寬的設(shè)置可以大幅加快掃描整個頻率掃寬的速度。圖 2 和圖 3 比較了分別 使用 10 kHz 和 3 kHz 的分辨率帶寬,測量 200 MHz掃寬的掃描時間。 

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了解選擇分辨率帶寬的基本取舍可幫助您調(diào)整相關(guān)設(shè)置,把重點放在最重要的測量參數(shù)上。取舍不當(dāng)?shù)膯栴}雖然難以最終消除,但現(xiàn)今的信號分析儀可以幫您減少甚至避免。 

現(xiàn)在的分析儀可利用快速傅立葉變換(FFT)、數(shù)字分辨率帶寬過濾以及掃描速度效應(yīng)修正等數(shù) 字信號處理,確保準(zhǔn)確的測量結(jié)果;即使在使用窄分辨率帶寬時也不例外。以“快速掃描”為例,該功能可將窄帶寬測試的掃描速率提高 50 倍。 

信號分析儀可在中心頻率/掃寬/RBW 自動耦合時,自動執(zhí)行這些改善措施。用戶還可以對速度和精度等特定的優(yōu)先級進(jìn)行手動優(yōu)化,對相關(guān)設(shè)置執(zhí)行進(jìn)一步微調(diào)。

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