电子系统设计精品教学（温州大学）第六章频域测量2.pptVIP

频谱分析仪 一、频谱分析的基本概念 1．频谱分析 通常将合成信号的所有正弦波的幅度按频率的高低依次排列所得到的图形称为频谱。 频谱分析就是在频率域内对信号及特性进行描述。 3．获取频谱的基本方案 (a)同时分析原理图 (b)顺序分析原理图 (c)调节滤波器方式 二、　频谱分析仪的工作原理 1．滤波式频谱分析 三、常用频谱分析仪介绍 1．并行滤波实时频谱仪 根据顺序分析的基本方法构建。 四、　频谱分析仪的主要技术指标 1．频谱分析仪的参数 （1）频率范围 达到频谱分析仪规定性能的工作频率区间。 （2）扫频宽度 频谱分析仪在一次分析过程种所显示的频率范围，也称为分析宽度。扫频宽度与分析时间之比就是扫频速度。 （3）扫描时间 扫描一次整个频率量程并完成测量所需要的时间，也称分析时间。 （4）测量范围 指在任何环境下可以测量的最大信号与最小信号的比值。 （5）灵敏度 指频谱分析仪测量微弱信号的能力，定义为显示幅度为满刻度时，输入信号的最小电平值。 （6）分辨率 分辨率是指频谱分析仪能把靠得很近的、相邻的二个频谱分量分辨出来的能力。 （7）动态范围 分析仪能以给定精度测量、分析输入端同时出现的两个信号的最大功率比（用dB表示）。 3．频谱分析仪的应用范围 （1）测量正弦信号的绝对幅值和相对幅值。 （2）测量频率、寄生频率分量的绝对频率和相对频率、噪声和频率稳定度等参数。 （3）测试调幅、调频、脉冲调幅等调制信号。 （4）测试脉冲噪声。 （4）测试瞬变信号。 （5）测试线性网络和非线性网络的幅频特性、非线性失真、增益或衰减等参数。 （6）进行电磁兼容性（EMC）的测试。 　五、频谱分析仪的测试实例 1．使用原则 （1）型号的选择 根据测量项目来选择仪器型号。 （2）扫频宽度的选择 扫频宽度是根据被测信号的频谱宽度来选择的。 （3）频带宽度的选择 扫频宽度的选择应与静态分辨率 相适应，原则上宽带扫频可选 ，而窄带扫频则选 。一般可参考下列范围。 （4）扫频速度的选择 的选择以获得较高的动态分辨率为准则，同时还要合理处理扫频速度与分析时间的矛盾。一般可按下列经验考虑 （9-12） 式中 ——扫频速度，单位HZ /S； ——静态分辨率，单位HZ。 2．采用频谱仪分析系统频率特性 （1）前面板及主要控键作用 （2）测试波形显示与分析 3．手机灵敏度的定量测试 采用频谱分析仪能对每部手机灵敏度进行定量测试及比较。其灵敏度的大小反应在频谱仪Y轴上的高低。 5．电磁干扰（EMI）的测试 采用便携式频谱分析仪，测试人员可在室内对被测产品电磁性能进行观察和测试，还可以用电场或磁场探头探测被测设备泄漏区域。 由于频谱分析仪覆盖频带宽，EMC工程师就可以观察到比用一台典型的EMI测试接收机可观察到的更宽的频谱范围。另外，频谱分析仪的最大保持波形存储以及双重跟踪特性也可用于观察操作前后EMI电平的变化。 6．相位噪声的测量 * * 2．示波测试与频谱分析的特点 示波器和频谱仪都可用来观察同一物理现象，两者所得的结论应该是相同的。但由于两者是从不同角度去观察同一事物，故所得到的现象只能反映事物的不同侧面。 （1）某些在时域较复杂的波形，在频域的显示可能较为简单。 （2）某些在频域不能区分的波形，在时域能清楚显示。 （3）当信号中所含的各频率分量的幅度只是略有不同时，用示波器很难定量分析失真的程度，但是频谱仪对于信号的基波和各次滤波含量的大小则一目了然。 t (a)用示波器易观察波形的相位不同 示波器和频谱仪对比观察相位不同的波形 A 0 f A 0 f A 0 t A 0 t ① ② ① ② (b)用频谱仪观察的频谱相同 (a)用示波器不容易观察波形的失真 A 0 t A 0 t A 0 t A 0 t (b)用频谱仪容易观察微小的幅度和相位变化 用示波器和频谱仪观察微小失真的波形 输入信号 BPFn Vn A A BPF1 V1 A BPF2 V2 A 电 子 开 关 BPF2 BPF1 BPFn A CRT A 输入信号 输入 信号 CRT 可调 滤波器 A A CRT 中频 滤波器 中频放大 输入 信号 混频器 本地 振荡器 A A A (d) 外差扫频方式 滤波式频谱分析