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頻譜分析儀使用
圖示測試儀
什么是頻譜分析儀在頻域內(nèi)分析信號(hào)的圖示測試儀。以圖形方式顯示信號(hào)幅度按頻率的分布,即X軸表示頻率,Y軸表示信號(hào)幅度。
原理
用窄帶帶通濾波器對信號(hào)進(jìn)行選通。
主要功能
顯示被測信號(hào)的頻譜、幅度、頻率??梢匀帮@示,也可以選定帶寬測試。
測量機(jī)制
1.把被測信號(hào)與儀器內(nèi)的基準(zhǔn)頻率、基準(zhǔn)電平進(jìn)行對比。因?yàn)樵S多測量的本質(zhì)都是電平測試,如載波電平、A/V、頻響、C/N、CSO、CTB、HM、CM以及數(shù)字頻道平均功率等。
2.波形分析:通過107選件和相應(yīng)的分析軟件,對電視的行波形進(jìn)行分析,從而測試視頻指標(biāo)。如DG、DP、CLDI、調(diào)制深度、頻偏等。

頻譜分析儀是對無線電信號(hào)進(jìn)行測量的*手段,是從事電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)的常用工具。因此,應(yīng)用十分廣泛,被稱為的射頻萬用表。
傳統(tǒng)產(chǎn)品
傳統(tǒng)的頻譜分析儀的前端電路是一定帶寬內(nèi)可調(diào)諧的接收機(jī),輸入信號(hào)經(jīng)變頻器變頻后由低通濾器輸出,濾波輸出作為垂直分量,頻率作為水平分量,在示波器屏幕上繪出坐標(biāo)圖,就是輸入信號(hào)的頻譜圖。由于變頻器可以達(dá)到很寬的頻率,例如30Hz-30GHz,與外部混頻器配合,可擴(kuò)展到100GHz以上,頻譜分析儀是頻率覆蓋寬的測量儀器。無論測量連續(xù)信號(hào)或調(diào)制信號(hào),頻譜分析儀都是很理想的測量工具。但是,傳統(tǒng)的頻譜分析儀也有明顯的缺點(diǎn),它只能測量頻率的幅度,缺少相位信息,因此屬于標(biāo)量儀器而不是矢量儀器。

實(shí)時(shí)式頻譜分析儀
在存在被測信號(hào)的有限時(shí)間內(nèi)提取信號(hào)的全部頻譜信息進(jìn)行分析并顯示其結(jié)果的儀器主要用于分析持續(xù)時(shí)間很短的非重復(fù)性平穩(wěn)隨機(jī)過程和暫態(tài)過程,也能分析40兆赫以下的低頻和極低頻連續(xù)信號(hào),能顯示幅度和相位。傅里葉分析儀是實(shí)時(shí)式頻譜分析儀,其基本工作原理是把被分析的模擬信號(hào)經(jīng)模數(shù)變換電路變換成數(shù)字信號(hào)后,加到數(shù)字濾波器進(jìn)行傅里葉分析;由*處理器控制的正交型數(shù)字本地振蕩器產(chǎn)生按正弦律變化和按余弦律變化的數(shù)字本振信號(hào),也加到數(shù)字濾波器與被測信號(hào)作傅里葉分析。正交型數(shù)字式本振是掃頻振蕩器,當(dāng)其頻率與被測信號(hào)中的頻率相同時(shí)就有輸出,經(jīng)積分處理后得出分析結(jié)果供示波管顯示頻譜圖形。正交型本振用正弦和余弦信號(hào)得到的分析結(jié)果是復(fù)數(shù),可以換算成幅度和相位。分析結(jié)果也可送到打印繪圖儀或通過標(biāo)準(zhǔn)接口與計(jì)算機(jī)相連。
技術(shù)指標(biāo)
頻譜分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)有頻率范圍、分辨力、分析譜寬、分析時(shí)間、掃頻速度、靈敏度、顯示方式和假響應(yīng)。
頻率范圍
頻譜分析儀進(jìn)行正常工作的頻率區(qū)間?,F(xiàn)代頻譜儀的頻率范圍能從低于1Hz至300GHz。
分辨力
頻譜分析儀在顯示器上能夠區(qū)分鄰近的兩條譜線之間頻率間隔的能力,是頻譜分析儀重要的技術(shù)指標(biāo)。分辨力與濾波器型式、波形因數(shù)、帶寬、本振穩(wěn)定度、剩余調(diào)頻和邊帶噪聲等因素有關(guān),掃頻式頻譜分析儀的分辨力還與掃描速度有關(guān)。分辨帶寬越窄越好?,F(xiàn)代頻譜儀在高頻段分辨力為10~100赫。
分析譜寬
又稱頻率跨度。頻譜分析儀在一次測量分析中能顯示的頻率范圍,可等于或小于儀器的頻率范圍,通常是可調(diào)的。

用FFT計(jì)算信號(hào)頻譜的算法
離散付里葉變換X(k)可看成是z變換在單位圓上的等距離采樣值
同樣,X(k)也可看作是序列付氏變換X(ejω)的采樣,采樣間隔為ωN=2π/N
由此看出,離散付里葉變換實(shí)質(zhì)上是其頻譜的離散頻域采樣,對頻率具有選擇性(ωk=2πk/N),在這些點(diǎn)上反映了信號(hào)的頻譜。
根據(jù)采樣定律,一個(gè)頻帶有限的信號(hào),可以對它進(jìn)行時(shí)域采樣而不丟失任何信息,F(xiàn)FT變換則說明對于時(shí)間有限的信號(hào)(有限長序列),也可以對其進(jìn)行頻域采樣,而不丟失任何信息。所以只要時(shí)間序列足夠長,采樣足夠密,頻域采樣也就可較好地反映信號(hào)的頻譜趨勢,所以FFT可以用以進(jìn)行連續(xù)信號(hào)的頻譜分析
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