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使用頻譜分析儀測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)的方法:是一種應(yīng)用廣泛的信號(hào)。它可用來(lái)測(cè)量信號(hào)的頻率、電平、波形失真、噪聲電平、頻譜特性等,加上標(biāo)準(zhǔn)天線還可用來(lái)測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)。
它的主要特點(diǎn)是:能寬頻帶連續(xù)掃描,并將測(cè)得的信號(hào)在CRT屏上直觀地顯示出來(lái)。在整個(gè)頻段內(nèi),電平顯示范圍大于70dB,在無(wú)線電電波測(cè)量中可以很方便地看出頻譜占用和信號(hào)活動(dòng)情況,所以在很多場(chǎng)合,頻譜儀正在替代場(chǎng)強(qiáng)儀成為電波測(cè)量中一種新的被廣泛應(yīng)用的儀器。但必竟二者設(shè)計(jì)上有差異,因此使用側(cè)重面應(yīng)有所有同,否則將會(huì)帶來(lái)很大的測(cè)量誤差?,F(xiàn)代多采用微機(jī)處理,顯示刻度可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換。在實(shí)際測(cè)量中要特別注意天線阻抗與測(cè)試系統(tǒng)的匹配問(wèn)題,避免產(chǎn)生失配誤差。由于頻譜儀在使用中是進(jìn)行寬帶掃描,所以所用天線要求也都是寬帶天線,而寬帶天線的VSWR一般都較大,如果與頻譜儀聯(lián)接的不是匹配天線,則要對(duì)所用天線的天線系數(shù)重新校對(duì)。在實(shí)際測(cè)量中,輸入衰減器不宜放在0dB的位置,如果衰減器置0,輸入信號(hào)直接接到混頻器上,則阻抗特性變差,造成較大的失配誤差。

頻譜分析儀匹配因素
量測(cè)設(shè)備的輸入阻抗有時(shí)無(wú)法匹配待測(cè)件連接線特性阻抗,根據(jù)電磁
理論,阻抗匹配時(shí),輸出功率且沒(méi)有其它不良的,而阻抗不匹
配,將造成信號(hào)反射,影響系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定與造成信號(hào)功率的損失。信號(hào)
在傳輸在線往返傳送將產(chǎn)生駐波及噪聲,進(jìn)而影響接收端的信號(hào)質(zhì)量與量
測(cè)值的準(zhǔn)確性。量測(cè)設(shè)備輸入阻抗與待測(cè)件組抗不匹配之缺點(diǎn)可規(guī)納為:
A.信號(hào)反射,傳輸纜在線產(chǎn)生駐波。
B.噪聲。
C.降低信號(hào)輸出功率。
D.影響系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定。
E.影響量測(cè)值之準(zhǔn)確度。

頻譜分析儀是對(duì)無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行測(cè)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(wàn)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(cè)量?jī)x器。無(wú)論測(cè)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(cè)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(cè)量頻率的幅度,缺少相位信息,因此屬于標(biāo)量?jī)x器而不是矢量?jī)x器。

頻譜分析是觀察和測(cè)量信號(hào)幅度和信號(hào)失真的一種快速方法,其顯示結(jié)果可以直觀反映出輸入信號(hào)的傅立葉變換的幅度。信號(hào)頻域分析的測(cè)量范圍極其寬廣,超過(guò)140dB,這使得頻譜分析儀成為適合現(xiàn)代通信和微波領(lǐng)域的多用途儀器。頻譜分析實(shí)質(zhì)上是考察給定信號(hào)源,天線,或信號(hào)分配系統(tǒng)的幅度與頻率的關(guān)系,這種分析能給出有關(guān)信號(hào)的重要信息,如穩(wěn)定度,失真,幅度以及調(diào)制的類型和質(zhì)量。利用這些信息,可以進(jìn)行電路或系統(tǒng)的調(diào)試,以提率或驗(yàn)證在所需要的信息發(fā)射和不需要的信號(hào)發(fā)射方面是否符合不斷涌現(xiàn)的各種規(guī)章條例。
現(xiàn)代頻譜分析儀已經(jīng)得到許多綜合利用,從研究開(kāi)發(fā)到生產(chǎn)制造,到現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。新型頻譜分析儀已經(jīng)改名叫信號(hào)分析儀,已經(jīng)成為具有重要價(jià)值的實(shí)驗(yàn)室儀器,能夠快速觀察大的頻譜寬度,然后迅速移近放大來(lái)觀察信號(hào)細(xì)節(jié)已受到的高度重視。在制造領(lǐng)域,測(cè)量速度結(jié)合通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)存取數(shù)據(jù)的能力,可以快速,和重復(fù)地完成一些極其復(fù)雜的測(cè)量。
有兩種技術(shù)方法可完成信號(hào)頻域測(cè)量(統(tǒng)稱為頻譜分析)。
1.FFT分析儀用數(shù)值計(jì)算的方法處理一定時(shí)間周期的信號(hào),可提供頻率;幅度和相位信息。這種儀器同樣能分析周期和非周期信號(hào)。FFT的特點(diǎn)是速度快;精度高,但其分析頻率帶寬受ADC采樣速率限制,適合分析窄帶寬信號(hào)。
2.掃頻式頻譜分析儀可分析穩(wěn)定和周期變化信號(hào),可提供信號(hào)幅度和頻率信息,適合于寬頻帶快速掃描測(cè)試。
FFT分析儀能夠完成多通道濾波器式同樣的功能,但無(wú)需使用許多帶通濾波器,它使用數(shù)字信號(hào)處理來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)立濾波器相當(dāng)?shù)墓δ?。從概念上講,F(xiàn)FT方法是簡(jiǎn)單明確的:對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化,再計(jì)算頻譜。實(shí)際上,為了使測(cè)量具有意義,還需要考慮很多因素。
FFT的實(shí)質(zhì)是基帶變換,換句話說(shuō),F(xiàn)FT的頻率范圍總是從0Hz開(kāi)始并延伸到某個(gè)頻率處。這對(duì)需要分析較窄頻帶(不是從直流開(kāi)始)的測(cè)量情況可能是一個(gè)重大限制。例如,F(xiàn)FT分析儀具有取樣頻率,F(xiàn)FT的頻率范圍是0Hz到128KHz。若N=1024,則頻率分辨力將是,故不能分辨間隔小于250Hz的譜線。
提高頻率分辨力的一種方法是時(shí)間記錄中的取樣點(diǎn)數(shù)N,這也FFT輸出的節(jié)點(diǎn)數(shù)。不過(guò),問(wèn)題在于,這會(huì)增加FFT所要處理的數(shù)組長(zhǎng)度,從而增加計(jì)算時(shí)間。FFT算法的計(jì)算時(shí)間往往限制了儀器的性能(比如屏幕刷新速度),所以增加FFT的長(zhǎng)度往往是可取的。
另一種方法是使用數(shù)字下變頻器,對(duì)于帶限信號(hào),進(jìn)行數(shù)字下變頻,這樣等效降低了采樣速率,可以提高頻率分辨力。ADC的輸出與數(shù)字正弦波相乘,借助數(shù)字混頻使數(shù)字正弦波的頻率降低。
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