频谱分析仪使用中常见的六大问题解析
发布日期:
2023-10-28
先设置数据

频谱分析仪是一种广泛应用于射频(RF)与微波领域的信号分析仪器,可用于检测信号的频谱特性、功率分布及调制性能。在实际使用过程中,若参数设置不当,往往会影响测量精度与分析结果。以下针对频谱分析仪在使用中常见的六大问题进行详细解析,帮助用户更高效地掌握设备特性,获得更精准的测试结果。

Q1:如何设置频谱分析仪以获得最佳灵敏度,便于观测小信号?

A
首先,根据被测信号的频率范围合理设置
中心频率(Center Frequency扫描带宽(Span)和参考电平(Reference Level。在频谱分析仪未出现过载(Overload)提示的情况下,可逐步减小输入衰减(Attenuation,以提高输入信号电平。

若信噪比(SNR)仍小于15 dB,可进一步减小分辨率带宽(RBW,因为RBW越小,系统噪声底(DANL)越低,从而提高灵敏度。

若仪器具备前置放大器(Preamp)功能,可开启该选项以降低系统噪声系数(NF),进一步提升测量灵敏度。对于信噪比较低的小信号,还可适当减小视频带宽(VBW)或启用轨迹平均(Trace Average,以平滑随机噪声、减少波动。

注意:频谱分析仪的测量结果由外部输入信号与内部噪声共同决定。为确保测量精度,通常要求信噪比不低于 20 dB

Q2:分辨率带宽(RBW)是否越小越好?

A
RBW越小,频谱分析仪的
噪声底越低、灵敏度越高,但相应的扫描速度会显著降低。因此,应根据测试目标选择合适的RBW值,在灵敏度测量效率之间取得平衡。对于弱信号测试可适当减小RBW,而在宽带信号或快速扫描测试中则应适当增大RBW以提升效率。

Q3:平均检波方式(Average Type)应如何选择?

A
频谱分析仪常见的平均方式包括:

对数功率平均(Log Power / Video Averaging):
底噪最低,适用于低电平的连续波(CW)信号测试;但对宽带类噪声信号(如W-CDMA)可能存在测量误差。

功率平均(Power / RMS Averaging):
适用于统计特性类似噪声的信号(如CDMA)的总功率测量,能更准确反映信号功率水平。

电压平均(Voltage Averaging):
适用于观测调幅信号或脉冲调制信号的上升、下降时间特性。

Q4:扫描模式应选择Sweep还是FFT?

A
现代频谱分析仪通常支持两种扫描模式:
Sweep(扫频)和FFT(快速傅里叶变换)

RBW设置较窄时,FFT模式具有更高的测量速度,适用于瞬态或短时信号捕获。

RBW较宽或扫描范围较大时,Sweep模式通常效率更高。

当扫描带宽小于仪器的FFT分析带宽时,FFT模式可实现实时频谱分析;但若扫描范围超过FFT带宽,系统会以分段采样方式进行分析,各段之间存在时间间隙,可能导致脉冲、TDMAFSK等非连续信号的失真或丢失。因此,应根据信号特性合理选择扫描模式。

Q5:检波器类型的选择对测量结果有何影响?

A
检波器类型决定了频谱分析仪如何对信号功率进行采样与显示。常见方式包括:

Peak(峰值检波): 取每个采样区间内的最大值,适合连续波信号及信号搜索测试。

Sample(采样检波): 随机采样显示,适用于噪声或类噪声信号测试。

Negative Peak(负峰检波): 取采样区间内的最小值,常用于小信号测试,如EMC(电磁兼容)测量。

Normal(标准检波): 综合考虑峰值与采样值,适合同时观察信号与背景噪声。

合理选择检波方式可有效提升测量的准确性与可重复性。

Q6:跟踪源(Tracking Generator,TG)的作用是什么?

A
跟踪源是频谱分析仪的常见选件之一。当跟踪源输出信号接入被测器件(DUT)的输入端口,而其输出连接至频谱分析仪输入时,仪器与跟踪源构成了一个
同步扫频测量系统

由于跟踪源输出频率与频谱分析仪的本机调谐频率保持一致,可实现对器件频率响应的直接测量。通过该功能,频谱分析仪可用于简易的标量网络分析(Scalar Network Analysis,用于观测被测器件的插入损耗、增益特性、滤波器频率响应等参数。

结语

频谱分析仪作为射频测试中最核心的仪器之一,其测试结果的准确性在很大程度上依赖于用户对仪器特性的理解与参数设置的合理性。掌握上述常见问题与设置技巧,可显著提升测试效率与测量可靠性,为射频系统的开发与验证提供坚实的数据支撑。