公眾號(hào)：安泰測(cè)試

對(duì)于頻譜儀這樣一個(gè)射頻領(lǐng)域的基礎(chǔ)常用的儀器，還有很多人對(duì)他的基本概念以及使用技巧比較陌生，下面西安安泰儀器維修中心分享頻譜分析儀的基本概念以及使用技巧：

頻譜儀基礎(chǔ)概念：

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。

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)?；祛l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。

頻譜儀使用技巧：

1、合理設(shè)置SPAN、RBW、VBW三大參數(shù)

頻譜分析儀的Frequency（中心頻率）、SPAN（掃寬）、Amplifier（參考電平）是實(shí)際工作中操作為頻繁的3個(gè)設(shè)置參數(shù)，大部分?jǐn)?shù)字頻譜儀面板都特別加大了這3項(xiàng)設(shè)置的按鈕，以方便操作。而SPAN（掃寬）、RBW（分辨率帶寬）、Amplifier（參考電平）是頻譜儀工作的重要的3大參數(shù)。

很多新手工程師一開始就設(shè)置很大的SPAN參數(shù)，這樣做的結(jié)果就是導(dǎo)致頻譜儀自動(dòng)調(diào)整使用較大的RBW數(shù)值，不利于觀察信號(hào)特性。使用過大的RBW會(huì)使信號(hào)顯示失真，另外當(dāng)兩個(gè)頻率很相近的信號(hào)在大RBW分辨率下容易混淆在一起，無法區(qū)分。一般掃頻式數(shù)字頻譜儀的SPAN、RBW、SWEEPtiME（掃頻時(shí)間）三者在默認(rèn)自動(dòng)設(shè)置狀態(tài)下是相關(guān)聯(lián)動(dòng)的，頻譜儀為了保持頻譜圖顯示的實(shí)時(shí)性，當(dāng)SPAN增大時(shí)會(huì)自動(dòng)提高RBW，以確保掃頻時(shí)間（SWEEP TIME）不至于太長(zhǎng)。如果用戶在SPAN很大的情況下，手動(dòng)設(shè)置較小的RBW，那么頻譜儀將被迫出現(xiàn)較長(zhǎng)的掃頻時(shí)間。實(shí)際操作中不適當(dāng)?shù)脑O(shè)置可使頻譜的SWEEP TIME長(zhǎng)達(dá)幾十秒甚至上百秒，理想狀態(tài)下一秒鐘刷新幾十次的頻譜圖，變成幾十秒才慢慢掃描出一幅頻譜圖，這時(shí)已經(jīng)基本失去了實(shí)用性。

另外，頻譜儀的RBW越大，底噪基線也會(huì)越高，會(huì)影響小信號(hào)的顯示。不要指望在很大的掃描頻率帶寬下兼顧精細(xì)的分辨率帶寬，除非你的頻譜儀超高級(jí)、超昂貴。一般的頻譜儀，尤其是入門級(jí)產(chǎn)品和老款產(chǎn)品，性能有限，需要恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置較窄的SPAN來保證較小RBW下頻譜圖的實(shí)時(shí)性。通常的經(jīng)驗(yàn)是用寬SPAN、高RBW來發(fā)現(xiàn)信號(hào)，然后用窄SPAN、低RBW來針對(duì)性地展現(xiàn)和測(cè)量信號(hào)。

一般頻譜儀設(shè)置SPAN，對(duì)于窄帶信號(hào)，可以是信號(hào)自身帶寬的5～10倍，RBW設(shè)置為信號(hào)自身帶寬的1/3～1/20。對(duì)于寬帶信號(hào)，掃寬可以設(shè)置為信號(hào)帶寬的2～5倍，RBW設(shè)置為信號(hào)自身帶寬的1/10～1/20。對(duì)于需要在很寬頻段范圍內(nèi)搜索小信號(hào)，如果頻譜儀性能不夠，可以采用分段掃描的方式。對(duì)于需要特別關(guān)注的小信號(hào)，可設(shè)置較小的RBW，這時(shí)頻譜儀的底噪基線也會(huì)隨之降低，同時(shí)還可以適當(dāng)設(shè)置VBW（視頻帶寬）和AVG（平均）的次數(shù)，使頻譜圖底噪平滑，減少擾動(dòng)，有利于小信號(hào)尖峰的顯示。

頻譜分析儀的Frequency（中心頻率）、SPAN

（掃寬）、Amplifier(參考電平)

現(xiàn)如今很多入門級(jí)數(shù)字化頻譜儀提供小至100Hz的RBW，但在如此精細(xì)的RBW下，掃描速度會(huì)很慢，不少產(chǎn)品只是為了獲得較好的產(chǎn)品指標(biāo)而已，實(shí)用性有限，通常設(shè)定在1kHz以上的RBW才比較實(shí)用，實(shí)際上對(duì)于常規(guī)信號(hào)，1kHz、3kHz、5kHz、10kHz、30kHz、100kHz這幾擋RBW為常用。VBW在測(cè)量上的意義不及RBW，但適當(dāng)設(shè)置VBW可平滑頻譜底噪基線，減少擾動(dòng)。通常設(shè)置RBW∶VBW=10∶1設(shè)置過高的RBW/VBW會(huì)影響頻譜儀掃描時(shí)間。為了減少頻譜底噪線擾動(dòng)，除了優(yōu)化設(shè)置VBW外，還可以設(shè)置頻譜AVG平均次數(shù)，平均次數(shù)越大，底噪線擾動(dòng)越小，不過這個(gè)設(shè)置不適用于抓瞬時(shí)信號(hào)。

外置衰減器

2、善用外置衰減器

頻譜分析儀的輸入端口只能輸入小信號(hào)，內(nèi)部衰減器也支持小功率信號(hào)，當(dāng)實(shí)際需要測(cè)量高功率信號(hào)時(shí)，就需要外接外置獨(dú)立的大功率衰減器。需要注意的是，一般頻譜儀輸入端口處標(biāo)記的輸入電平值（通常標(biāo)+20～+30dBm）為損壞電平，而不是頻譜儀可以工作的輸入電平。實(shí)際測(cè)量中，一般頻譜儀輸入信號(hào)幅度建議不超過0dBm（即1mW）。輸入過高的信號(hào)電平容易引起頻譜儀信號(hào)處理電路的互調(diào)和失真，從而出現(xiàn)虛假信號(hào)，影響測(cè)量準(zhǔn)確度。一般經(jīng)驗(yàn)性的做法是，使用適當(dāng)衰減量的衰減器，使高功率信號(hào)衰減至-20dBm以下信號(hào)輸入頻譜儀。大功率衰減器價(jià)格不菲，所以一般用戶配置都不會(huì)很全，通常會(huì)在20dB、30dB、40dB這幾個(gè)常用衰減量中配備一兩件。實(shí)際操作中若遇到外置衰減器衰減量不夠，在測(cè)量精度要求不是很高的情況下，可在大功率衰減器后串接小功率衰減器，總衰減量是串聯(lián)衰減器標(biāo)稱值相加的總和。實(shí)際操作中若遇到外置衰減器衰減量過大，以至于影響對(duì)小信號(hào)的測(cè)定，我們可以嘗試手動(dòng)關(guān)閉頻譜儀機(jī)內(nèi)的Attenuator（衰減器），以減少信號(hào)通路中的總衰減量。

頻譜儀機(jī)內(nèi)衰減器在默認(rèn)狀態(tài)下是根據(jù)輸入端口電平和Amplifier參考電平設(shè)定自動(dòng)調(diào)節(jié)的，為了保護(hù)機(jī)內(nèi)輸入端高放單元和提高信號(hào)傳輸匹配,通常小狀態(tài)依然會(huì)保留5～10dB衰減量，在特殊需要情況下，我們可通過手動(dòng)設(shè)置將其關(guān)閉。使用了外置衰減器會(huì)使輸入頻譜儀的信號(hào)等比減小，為了讀數(shù)方便，大部分?jǐn)?shù)字頻譜儀都可以設(shè)置外置衰減器的衰減量，這樣在顯示幅度測(cè)量數(shù)值時(shí)會(huì)進(jìn)行自動(dòng)折算修正，無需人為換算，方便讀數(shù)。

以上內(nèi)容主要介紹示波器使用以及探頭的使用技巧。更多有關(guān)示波器維修知識(shí)歡迎訪問安泰儀器維修網(wǎng)。