频谱仪原理及主要指标,目录,信号分析的两种手段,示波器,频谱仪,时域分析： 信号周期 相位分析 边沿测试 峰值电压 多信号比对,频域分析： 信号频率 谐波分量 信号功率 寄生、交调 信号边带,FFT?,频谱分析仪基础,频谱分析仪 & 示波器： 1.更高的灵敏度：1mV VS 0.01uV 2.对于信号失真更容易测试 3.更高的动态范围（同时测试最大信号和最小信号） 4.更宽的测量频率范围,什么是频谱分析仪,频谱分析仪工作原理,按工作原理分类 傅立叶频谱分析仪 扫频式频谱分析仪,频谱分析仪基础一应用,Power,Frequency,频谱分析仪基础-市场,通用电子测试测量仪器占比,频谱分析仪基础-潜在客户,频谱分析仪基础-终端用户分析,Data source: World General Purpose Test & Measurement Equipment Markets Frost and Sullivan, 2005,DSA频谱仪基本原理,DSA频谱仪基本原理,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,信号时域图,信号频域图,1GHz,100kHz,载波为1GHz,DSA频谱仪基本原理,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,经混频和滤波后，仍为调幅信号，但频率已改变。,25MHz,100kHz,载波变为25MHz,ADC,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,经ADC采样变为数字信号,DSA频谱仪基本原理,ADC,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RBW,RBW (Resolution BandWidth)将带外的频率成分滤除。,RBW带宽设置为10K,25MHz,100kHz,DSA频谱仪基本原理,Envelope Detector,ADC,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RBW,经过包络检波之后，时域上得到正弦信号包络。,DSA频谱仪基本原理,Envelope Detector,ADC,VBW,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RBW,VBW的滤波作用,DSA频谱仪基本原理,为了使噪声曲线平滑，在检波之后，放置了一个低通滤波器，即视频滤波器。,Envelope Detector,ADC,VBW,Video Detector,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RBW,视频检波器作用：得到屏幕迹线上当前频点的幅度值。,DSA频谱仪基本原理,Envelope Detector,ADC,VBW,Video Detector,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RBW,本振的作用：以一定的步进完成当前设置的扫宽内频率点的扫描，从而得到当前频段的谱图。,DSA频谱仪基本原理,DSA频谱仪基本原理,20.4M,F,A,IF filter=RBW,Mixer,LO,Sweep,Det,频谱仪主要性能指标,分辨率带宽RBW,RBW（Resolution BandWidth）是中频滤波器3dB带宽，单点频信号在频谱仪上显示结果为中频滤波器的频响形状。,分辨率带宽RBW,RBW影响频谱仪分辨频率邻近的两个等幅信号 矩形系数影响频谱仪对不等幅信号的分辨能力,频谱仪主要性能指标,显示平均噪声电平DANL,DANL：Displayed Average Noise Level,DANL与当前选择的RBW的设置相关。,相差10dB,相差10dB,RBW为1KHz,RBW为10KHz,RBW为100KHz,dB,显示平均噪声电平DANL,DANL与当前选择的衰减器以及预放的设置相关,打开PA，衰减为0dB,关闭PA，衰减为0dB,关闭PA，衰减为20dB,dB,显示平均噪声电平DANL,发射机输出功率及通信距离测试 高灵敏度，优秀的前置放大器增益,理想DANL(温度290K)： - 174 dBm 高灵敏度能有效提高测量小信号的能力,显示平均噪声电平DANL,频谱仪主要性能指标,相位噪声Phase Noise,Phase Noise = Marker-10log(RBW/Hz) =-75dBc 10log(100Hz/Hz) =-75dBc 10log102 = -95dBc/Hz 10kHz,产生：内部本振信号稳定度 表示：通常用10kHz偏移处归一化到1Hz处的相对幅度表征。,影响： 对近旁小信号的分辨。任何情况下，相噪都是频谱仪分辨不等幅信号能力的最终限制因素,频谱仪主要性能指标,RBW,Phase Noise,DANL,频谱仪主要性能指标,全幅度精度Total Amplitude Accuracy,衰减器切换误差,频率响应,内部校准信号误差,RBW切换误差,刻度线性度,参考电平误差,失配误差,RBW带宽误差,模拟中频,数字中频更好的减小这部分误差,数字中频与模拟中频比较可以得到高的幅度精确度,谢 谢 THANK YOU,