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精密电子仪器维修概述频谱分析仪

点击:1411 日期:2015-01-12 选择字号:

  精密电子仪器维修概述频谱分析仪

  频谱分析仪分析带宽:频谱仪能够同时分析的最大信号频率范围,一般取决于其中频ADC的带宽最高,随着微电子技术的发展,现在频谱仪的分析带宽已经从最初的几十MHz增加到一百MHz以上。对于实时频谱仪而言,分析带宽越宽,其ADC的采样率越高,实时FFT计算的要求也越高。

  无杂散动态范围(SFDR):衡量频谱仪同时观察大小信号的能力,该参数一般取决于频谱仪的底噪,ADC位数等。

  100%截获信号持续时间:实时频谱仪虽然适合观察瞬态信号,但是对信号的持续时间也有特定要求,高于一定持续时间的信号能够被100%地准确测量到;低于该时间的信号可能会被捕获,但是幅度精度不能保证。

  半导体工艺水平可制成分辨率8位和取样率4GS/S的ADC或者分辨率12位和取样率800MS/S的ADC,亦即,原理上仪器可达到2GHz的带宽,为了扩展频率上限,可在ADC前端增加下变频器,本振采用数字调谐振荡器。这种混合式的频谱分析仪可扩展到几GHz以下的频段使用。

  频谱分析仪的性能用取样点数和取样率来表征,例如用100KS/S的取样率对输入信号取样1024点,则最高输入频率是50KHz和分辨率是50Hz。如果取样点数为2048点,则分辨率提高到25Hz。由此可知,最高输人频率取决于取样率,分辨率取决于取样点数。FFT运算时间与取样,点数成对数关系,频谱分析仪需要高频率、高分辨率和高速运算时,要选用高速的FFT硬件,或者相应的数字信号处理器(DSP)芯片。例如,10MHz输入频率的1024点的运算时间80μs,而10KHz的1024点的运算时间变为64ms,1KHz的1024点的运算时间增加至640ms。当运算时间超过200ms时,屏幕的反应变慢,不适于眼睛的观察,补救办法是减少取样点数,使运算时间降低至200ms以下。

  分析谱宽

  又称频率跨度。频谱分析仪在一次测量分析中能显示的频率范围,可等于或小于仪器的频率范围,通常是可调的。

  分析时间

  完成一次频谱分析所需的时间,它与分析谱宽和分辨力有密切关系。对于实时式频谱分析仪,分析时间不能小于其最窄分辨带宽的倒数。

  扫频速度:分析谱宽与分析时间之比,也就是扫频的本振频率变化速率。

  灵敏度

  频谱分析仪显示微弱信号的能力,受频谱仪内部噪声的限制,通常要求灵敏度越高越好。动态范围指在显示器上可同时观测的最强信号与最弱信号之比。现代频谱分析仪的动态范围可达80分贝。

  显示方式

  频谱分析仪显示的幅度与输入信号幅度之间的关系。通常有线性显示、平方律显示和对数显示三种方式。

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