頻譜分析儀和信號(hào)分析儀這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)往往可以互換使用,不過(guò)兩者在功能和能力上還是有一定區(qū)別。當(dāng)今的分析儀可進(jìn)行更全面的頻域、時(shí)域和調(diào)制域信號(hào)分析,用“信號(hào)分析儀”來(lái)描述更為準(zhǔn)確。
頻譜分析儀:測(cè)量在儀器的整個(gè)頻率范圍內(nèi)輸入信號(hào)幅度隨頻率進(jìn)行變化的情況。其最主要的用途是測(cè)量已知和未知信號(hào)的頻譜功率。
矢量信號(hào)分析儀:測(cè)量在儀器的中頻帶寬內(nèi)輸入信號(hào)在單一頻率上的幅度和相位。其最主要的用途是對(duì)已知信號(hào)進(jìn)行通道內(nèi)測(cè)量,例如誤差矢量幅度、碼域功率和頻譜平坦度。
信號(hào)分析儀:同時(shí)執(zhí)行頻譜分析儀和矢量信號(hào)分析儀的功能。
頻譜分析儀常見(jiàn)問(wèn)題解答
為什么要測(cè)量頻譜?
頻域測(cè)量同樣也有它的長(zhǎng)處,更適于確定信號(hào)的諧波分量。
在無(wú)線通信領(lǐng)域,人們非常關(guān)心帶外輻射和雜散輻射。例如在蜂窩通信系統(tǒng)中,必須檢查載波信號(hào)的諧波成分,以防止對(duì)其他有著相同工作頻率與諧波的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。工程師和技術(shù)人員對(duì)調(diào)制到載波上的信息的失真也非常關(guān)心。
三階交調(diào)(復(fù)合信號(hào)的兩個(gè)不同頻譜分量互相調(diào)制)產(chǎn)生的干擾相當(dāng)嚴(yán)重,因?yàn)槠涫д娣至靠赡苤苯勇淙敕治鰩捴畠?nèi)而無(wú)法濾除。
頻譜監(jiān)測(cè)是頻域測(cè)量的又一重要領(lǐng)域。政府管理機(jī)構(gòu)對(duì)各種各樣的無(wú)線業(yè)務(wù)分配不同的頻段,例如廣播電視、無(wú)線通信、移動(dòng)通信、警務(wù)和應(yīng)急通信等其他業(yè)務(wù)。保證不同業(yè)務(wù)工作在其被分配的信道帶寬內(nèi)是至關(guān)重要的,通常要求發(fā)射機(jī)和其他輻射設(shè)備應(yīng)工作于緊鄰的頻段。在這些通信系統(tǒng)中,針對(duì)功率放大器和其他模塊的一項(xiàng)重要測(cè)量是檢測(cè)溢出到鄰近信道的信號(hào)能量以及由此所引起的干擾。
電磁干擾(EMI)是用來(lái)研究來(lái)自不同發(fā)射設(shè)備的有意或無(wú)意的無(wú)用輻射。在此我們關(guān)心的問(wèn)題是,無(wú)論是輻射還是傳導(dǎo)(通過(guò)電力線或其他互導(dǎo)連線產(chǎn)生),其引起的干擾都可能影響其他系統(tǒng)的正常運(yùn)行。根據(jù)由政府機(jī)構(gòu)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織制定的有關(guān)條例,幾乎任何從事電氣或電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的人員都必須對(duì)輻射電平與頻率的關(guān)系進(jìn)行測(cè)試。

圖 1-1. 發(fā)射機(jī)的諧波失真測(cè)試

圖 1-2. GSM 無(wú)線信號(hào)和頻譜輻射模板顯示出無(wú)用輻射的極限值

圖 1-3. 射頻功率放大器的雙音測(cè)試

中對(duì)照 CISPR11 限制值的信號(hào)輻射測(cè)量結(jié)果
我們經(jīng)常需要對(duì)噪聲進(jìn)行測(cè)量。任何有源電路或器件都會(huì)產(chǎn)生額外噪聲。通過(guò)測(cè)量噪聲系數(shù)和信噪比(SNR)能夠描述器件的性能及其對(duì)總體系統(tǒng)性能的影響。
為何需要鏡像頻譜?
鏡像頻譜可以在下載時(shí)反轉(zhuǎn)波形的頻譜。該功能適用于配有外部上變頻和下變頻的系統(tǒng),因?yàn)樽冾l過(guò)程會(huì)反轉(zhuǎn)信號(hào)的頻譜。
當(dāng)我將清晰信號(hào)應(yīng)用到射頻輸出端時(shí),為什么我的頻譜分析儀間距中發(fā)現(xiàn)了雜散信號(hào)?
過(guò)度激勵(lì)分析儀的輸入混頻器可能會(huì)導(dǎo)致雜散信號(hào)。大多數(shù)頻譜分析儀(尤其是使用諧波混頻擴(kuò)展調(diào)諧范圍的分析儀)都擁有二極管混頻器。將用于創(chuàng)建中頻信號(hào)的LO與該二極管混頻器中的輸入信號(hào)相結(jié)合時(shí),創(chuàng)建內(nèi)部失真。為多種混頻器輸入電平規(guī)定第2個(gè)和第3個(gè)失真產(chǎn)品。針對(duì)您的頻譜分析儀,可參閱校準(zhǔn)指南或規(guī)范指南中的動(dòng)態(tài)范圍曲線。無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍取決于混頻器中的輸入電平。關(guān)于動(dòng)態(tài)范圍更詳細(xì)的信息,請(qǐng)參見(jiàn) 頻譜分析基礎(chǔ)知識(shí)、應(yīng)用說(shuō)明150。
深入了解動(dòng)態(tài)范圍圖表非常重要,但簡(jiǎn)單測(cè)試可以確定顯示的雜散信號(hào)是否是一個(gè)內(nèi)部生成的混合產(chǎn)品還是輸入信號(hào)的一部分:修改輸入衰減。衰減器是射頻輸入和第一個(gè)混頻器間的唯一一個(gè)硬件。在雜散信號(hào)上做出標(biāo)記并提高輸入衰減。如果標(biāo)記值沒(méi)有改變,那么雜散信號(hào)就屬于外部信號(hào)。而如果標(biāo)記值改變,信號(hào)就是內(nèi)部信號(hào)或者是內(nèi)外部信號(hào)的總和。繼續(xù)增加衰減,直到標(biāo)記值不再改變,再開(kāi)始測(cè)量。這一點(diǎn)就是優(yōu)化第一個(gè)混頻器輸入電平的最佳值,因?yàn)榇藭r(shí)所做的測(cè)量?jī)?nèi)部失真最低。一般來(lái)說(shuō),需要測(cè)量的動(dòng)態(tài)范圍越廣,第一個(gè)混頻器的輸入電平就應(yīng)該越低。
屏幕圖像下端的黃色跡線表示在輸入混頻器被過(guò)度激勵(lì)時(shí)的內(nèi)部失真。衰減為零。藍(lán)色跡線表示當(dāng)衰減設(shè)置為10 dB時(shí),雜散信號(hào)所減少的電平。

如何在頻譜/信號(hào)分析儀記錄中更快地找到需要的信息?
如果我的信號(hào)分析儀記錄非常長(zhǎng),有時(shí)很難找到感興趣的區(qū)域。雖然現(xiàn)在還沒(méi)有真正的好辦法可以解決這個(gè)問(wèn)題,但是我們可以提供一些建議。
如果您能夠再次進(jìn)行記錄,那么可通過(guò)“TraceMax 保持”運(yùn)行記錄,找到感興趣的信號(hào),然后使用 Frequency MaskTrigger 在另一個(gè)記錄會(huì)話中有選擇地儲(chǔ)存跡線。
通過(guò)頻譜圖運(yùn)行記錄,由于跡象可以在屏幕上(以捕獲顏色過(guò)渡的眼圖形式)顯示較長(zhǎng)時(shí)間,而頻譜圖可以減緩回放速度,因此可以更加凸顯這種優(yōu)勢(shì)。
如何使用電腦上的VEE軟件遠(yuǎn)程操作頻譜分析儀將屏幕圖像導(dǎo)入文件?
附帶的VEE程序顯示了如何將頻譜分析儀上的屏幕圖像導(dǎo)入文件中。如欲進(jìn)一步了解這些分析儀所帶的轉(zhuǎn)移屏幕圖像程序和其他選件信息,請(qǐng)參見(jiàn)所附的自述文件。
如果您沒(méi)有安裝VEE,您可以申請(qǐng)或下載該軟件的評(píng)估版本:Keysight VEE Pro
如果您正在使用另一種編程環(huán)境,但是打算查看VEE程序中所使用的命令,請(qǐng)參見(jiàn)所附的SA_ScreenCapture.gif 文件。
在頻譜圖和頻譜模式下,手持式頻譜分析儀是否具有記錄/回放功能?信號(hào)是否可以記錄到U盤(pán)上?
適用于手持式頻譜分析儀的選件SIM支持頻譜圖記錄和回放功能。數(shù)據(jù)文件可以存儲(chǔ)到U盤(pán)上并且隨后進(jìn)行回放。
是否有不同類(lèi)型的頻譜分析儀?
有兩類(lèi)頻譜分析儀,類(lèi)型由獲取信號(hào)頻譜所使用的方法決定。掃描調(diào)諧頻譜分析儀使用超外差式接收機(jī)對(duì)一部分輸入信號(hào)頻譜進(jìn)行下變頻(使用電壓控制振蕩器和混頻器),達(dá)到帶通濾波器的中心頻率。采用超外差式體系結(jié)構(gòu)的電壓控制振蕩器在一系列頻率上進(jìn)行掃描,支持儀器完整頻率范圍的假設(shè)。快速傅立葉變換(FFT)分析儀計(jì)算離散傅立葉變換(DFT),這個(gè)數(shù)學(xué)過(guò)程可將輸入信號(hào)的波形轉(zhuǎn)換成其頻譜分量。
頻譜儀的校正是否適用于頻率和幅度偏置?
適用,但整個(gè)信號(hào)帶寬內(nèi)的幅度平坦精度由頻譜分析儀平坦精度決定。無(wú)外部頻率轉(zhuǎn)換,信號(hào)源連續(xù)波幅度精度可用于在關(guān)注的信號(hào)帶寬內(nèi)校準(zhǔn)頻譜分析儀。
我何時(shí)應(yīng)使用臺(tái)式頻譜分析儀而不是手持式頻譜分析儀?
臺(tái)式頻譜和信號(hào)分析儀提供卓越的技術(shù)指標(biāo)和測(cè)量應(yīng)用軟件,而手持式頻譜分析儀更適合現(xiàn)場(chǎng)工程師使用。
我能用手持式頻譜分析儀測(cè)量 VSWR、回波損耗和 DTF 嗎?
可以,配有選件CA7和TG7的HSA N9342C手持式頻譜分析儀支持測(cè)量VSWR(電壓駐波比)或DTF(故障點(diǎn)距離)。順便說(shuō)一句,F(xiàn)ieldFox 系列手持式綜合分析儀標(biāo)配了VSWR和DTF測(cè)試功能。
頻譜分析儀能否得到實(shí)時(shí)結(jié)果?
可以,實(shí)時(shí)頻譜分析儀使用了混合方法,即首先使用超外差技術(shù)將輸入信號(hào)下變頻到較低頻率,然后使用 FFT 技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析。
頻譜分析儀在零掃寬能夠測(cè)得的最快脈沖上升時(shí)間是多少?
測(cè)得的上升時(shí)間一般不會(huì)超過(guò)頻譜分析儀的最佳上升時(shí)間。分析儀的上升時(shí)間由下面這個(gè)公式來(lái)確定:
Tr = 0.66/max RBW
其中RBW為分辨率帶寬。
例如,在PSA (E4440A、E4443A、E4445A、E4446A或E4448A)中,RBW最大值為8 MHz。因此,最快的上升時(shí)間為:
0.66/8 E6 = 82.5 nS
然而,RBW過(guò)濾器帶寬誤差為±15%,額定值(中心頻率=3GHz),因此上升時(shí)間范圍在71.7nS到97nS之間。
參見(jiàn)具體頻譜分析儀的技術(shù)資料或規(guī)范指南。
手持式頻譜分析儀是否提供時(shí)間選通頻譜分析?
是,用于手持式頻譜儀 的選件 TMG 提供時(shí)間選通頻譜分析功能,可使用內(nèi)部或外部觸發(fā)信號(hào)分離這些隨時(shí)間變化的信號(hào),測(cè)量從時(shí)域中分離出來(lái)的頻域信號(hào)。
如何使用手持式頻譜分析儀進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?
每個(gè)手持式頻譜儀產(chǎn)品都支持場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量。
我能否使用頻譜分析儀對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)?
通過(guò)將頻譜分析儀或信號(hào)分析儀與Keysight 89600 VSA靈活調(diào)制分析軟件或測(cè)量應(yīng)用軟件結(jié)合使用,您能夠解調(diào)廣泛的標(biāo)準(zhǔn)和通用數(shù)字信號(hào)與制式。
是否可以將頻譜分析儀當(dāng)做網(wǎng)絡(luò)分析儀使用?
是的,有2種方法可將頻譜分析儀當(dāng)作網(wǎng)絡(luò)分析儀使用,但是都只能進(jìn)行標(biāo)量測(cè)量
方法1:使用頻譜分析儀內(nèi)置的跟蹤信號(hào)源。大部分是德頻譜儀可以加裝這個(gè)選件。如果要測(cè)量反射系數(shù),則還需要一個(gè)定向耦合器去采集反射功率。
方法2:使用獨(dú)立的源。如需要可配上耦合器。前提是頻譜儀的掃描速度要快過(guò)信號(hào)源的掃描速度。但這種方式通常不被推薦,因?yàn)樗臏?zhǔn)確性較低。
對(duì)于校準(zhǔn),可用到的方法是歸一化的方法。這種方法把接收機(jī)和源的頻率響應(yīng)移除。然而,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀采用更強(qiáng)大的誤差校準(zhǔn)技術(shù),還可以消除不匹配和交調(diào)帶來(lái)的的影響。這就意味著,一般來(lái)講,和頻譜分析儀方法相比較,網(wǎng)絡(luò)分析儀可以進(jìn)行更準(zhǔn)確的測(cè)量。
怎樣使用頻譜分析儀、前置放大器和信號(hào)發(fā)生器測(cè)量噪聲系數(shù)?
只用頻譜分析儀和前置放大器,就能作許多噪聲系數(shù)測(cè)量。只需用頻譜分析儀、前置放大器和信號(hào)發(fā)生器,就能覆蓋被測(cè)器件的頻率。這種方法的精度低于需要經(jīng)校準(zhǔn)噪聲源的Y因素技術(shù),與所關(guān)注頻率的分析儀幅度精度相當(dāng)。具體測(cè)量步驟為:
把信號(hào)發(fā)生器和頻譜分析儀設(shè)置為所測(cè)噪聲系數(shù)的頻率,測(cè)量器件的增益。把該值標(biāo)為Gain(D)。
同樣方法測(cè)量前置放大器增益。把該值標(biāo)為Gain(P)。
斷開(kāi)頻譜分析儀的任何輸入,把輸入衰減器設(shè)置為0dB。前置放大器輸入沒(méi)有任何連接。把它的輸出接到頻譜分析儀輸入。在作這一連接時(shí),您會(huì)看到分析儀顯示的平均噪聲級(jí)的增加。
把被測(cè)器件的輸入接至其特性阻抗,把輸出接到前置放大器輸入。此時(shí)分析儀顯示的噪聲級(jí)應(yīng)增加。
把頻譜分析儀視頻帶寬(VBW)設(shè)置為分辨率帶寬的1%或更低。按標(biāo)記功能(MKR FCTN)鍵,然后按Noise Marker On軟鍵。把標(biāo)記放置在所要測(cè)噪聲系數(shù)的頻率上。讀以dBm/Hz為單位的標(biāo)記噪聲功率密度讀數(shù),把它標(biāo)為Noise(O)。
然后計(jì)算被測(cè)器件的噪聲系數(shù)NFig:NFig=Noise(O)-Gain(D)-Gain(P) +174dBm/Hz
要了解更詳細(xì)的情況,請(qǐng)參看應(yīng)用指南5952-8255“噪聲系數(shù)測(cè)量”和5966-4008E“用頻譜分析儀進(jìn)行噪聲測(cè)量”。
如何升級(jí)頻譜/信號(hào)分析儀?
是德科技系列頻譜分析儀和信號(hào)分析儀提供廣泛的升級(jí)途徑。某些升級(jí)需要使用測(cè)量應(yīng)用軟件進(jìn)行特定的一鍵式測(cè)量,而另外一些升級(jí)則需要使用額外的硬件。在對(duì)這些產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)之前,您應(yīng)考慮以下問(wèn)題:
升級(jí)選件可以由用戶(hù)安裝,還是由是德科技服務(wù)中心安裝?
升級(jí)選件是否需要使用特殊的測(cè)試設(shè)備和軟件進(jìn)行調(diào)整或性能測(cè)試?
升級(jí)選件是否會(huì)與當(dāng)前儀器中存在的其他選件發(fā)生沖突?
升級(jí)選件是否需要許可證密鑰來(lái)激活功能?
我的頻譜儀/信號(hào)分析儀為什么不能正確顯示脈沖型信號(hào)?
GSM信號(hào)是脈沖型信號(hào)。如果Sweep Acquisition(掃描采集)設(shè)置為Auto(自動(dòng)),可能會(huì)遺漏這些信號(hào)。我們推薦針對(duì)GSM信號(hào),將Sweep Acquisition 設(shè)置為50或100。更詳細(xì)的信息,請(qǐng)參見(jiàn)用戶(hù)指南的“頻譜分析儀模式”章節(jié)的“掃描采集”部分。
這種方法還適用于其他脈沖信號(hào)格式:TD-SCDMA、WiMAX。
手持頻譜儀使用選件INM,可以在一個(gè)頻譜圖文件中保存多少個(gè)幀?頻譜監(jiān)測(cè)容量能否提高?
手持頻譜儀頻譜圖只能在一個(gè)文件中記錄1500個(gè)幀。這個(gè)限制是源于存儲(chǔ)器容量和保存文件之間的時(shí)延。
在一個(gè)文件中記錄1500個(gè)幀以后,N9340B將把這個(gè)文件保存到存儲(chǔ)器,然后自動(dòng)生成一個(gè)新文件并繼續(xù)記錄數(shù)據(jù)。如果將大容量USB存儲(chǔ)器插入N9340B,該儀器可以繼續(xù)記錄數(shù)據(jù)。N9340B將保存多個(gè)文件,每個(gè)文件1500幀。請(qǐng)了解新一代是德頻譜分析儀產(chǎn)品。
如何使用手持式頻譜分析儀獲取GPS信息?

對(duì)于N9342C、N9343C和N9344C型號(hào)
按下 [Shift] ->
[System Mode] ->
{More 1 of 2} ->
{GPS} ->
{GPS on} and {GPS Info on}。
注:N9342C只能測(cè)試室外的緯度和經(jīng)度,因?yàn)镚PS接收機(jī)無(wú)法接收室內(nèi)的GPS信號(hào)。
頻譜檢測(cè)軟件-一套用于頻譜監(jiān)測(cè)、干擾分析、信號(hào)識(shí)別和地理定位的綜合工具
自動(dòng)頻譜監(jiān)測(cè)、信號(hào)攔截、采集和分類(lèi)軟件。
快速、精確地定位目標(biāo)射頻發(fā)射機(jī)。
適用于干擾偵測(cè)、識(shí)別、定位和報(bào)告。
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