频谱分析仪培训资料-1

ProfessionalAgilentInstrumentDistributor1频谱分析仪基础N9320BAgilent频谱分析仪世强电讯ProfessionalAgilentInstrumentDistributor2内容•基本理论–信号与频谱分析基本概念–频谱分析仪工作原理–频谱分析仪指标–影响频谱分析仪性能的因素•频谱仪产品特点及应用–Agilent频谱仪产品概览–N9320A、N9320B的特点及应用ProfessionalAgilentInstrumentDistributor3信号与频谱分析基本概念ProfessionalAgilentInstrumentDistributor4时域vs.频域Amplitude(power)时域频域信号与频谱分析基本概念ProfessionalAgilentInstrumentDistributor5•显示和测量电信号的频率和幅值•将复杂信号分离或者解调为频率和幅值不同的正弦波频谱分析信号与频谱分析基本概念ProfessionalAgilentInstrumentDistributor6•周期信号-单载波信号-扫描信号•非周期信号-噪声信号-瞬态信号•调制信号-模拟调制-数字调制信号与频谱分析基本概念ProfessionalAgilentInstrumentDistributor7周期信号的频谱分析信号与频谱分析基本概念ProfessionalAgilentInstrumentDistributor8模拟调制信号频谱：测量AM、FM、PM的调制指数和调制频率等信号与频谱分析基本概念ProfessionalAgilentInstrumentDistributor9数字调制信号频谱：测量信道功率、相邻信道功率比、占用带宽等信号与频谱分析基本概念ProfessionalAgilentInstrumentDistributor10噪声信号频谱：测量噪声功率、噪声频率分布信号与频谱分析基本概念ProfessionalAgilentInstrumentDistributor11失真信号频谱：测量谐波失真、非线性失真信号与频谱分析基本概念ProfessionalAgilentInstrumentDistributor12“频谱”定义RFMicrowaveMillimeter20-30GHz3-6GHz信号与频谱分析基本概念ProfessionalAgilentInstrumentDistributor13什么是dB？dBm?1mWP10logdBm2121PP10logdBVV20logdB相对量绝对量信号与频谱分析基本概念ProfessionalAgilentInstrumentDistributor14预选滤波器/低通滤波器参考振荡器RF输入衰减器混频器中频滤波器检波器视频滤波器扫描控制器中频放大器输入显示结果扫频式频谱仪组成框图本振（压控振荡器）对数放大器LORFIF频谱仪主要功能是显示和测量输入信号的频谱分布和幅值ProfessionalAgilentInstrumentDistributor15---输入衰减器中频放大器输入衰减器输入衰减器和中频放大器保持联动关系，中频放大器自动补偿衰减作用，输入信号测量结果不会受衰减器设置的影响防止混频器过载，增益压缩，畸变频谱分析仪工作原理ProfessionalAgilentInstrumentDistributor16频谱分析仪工作原理---混频器fsigLOffsigLOfLOffsig-LOffsig+RFLOIF混频器输入通过混频器获得本振信号和输入信号的差频信号ProfessionalAgilentInstrumentDistributor17频谱分析仪工作原理---中频滤波器中频滤波器频谱分析仪显示输入信号频率分布中频滤波器带宽(RBW)RBW是可调的，其可影响频率选择性、信噪比、测试速度ProfessionalAgilentInstrumentDistributor18频谱分析仪工作原理---包络检波器包络检波器BeforedetectorAfterdetector将中频信号转换为基带信号或视频信号ProfessionalAgilentInstrumentDistributor19频谱分析仪工作原理----检波方式包络检波器负向检波：显示最小值正向检波：显示最大值采样检波：显示中值*采样仓其它检波：常态检波、平均检波(真有效值检波)数字化检波类型ADC,显示和视频处理*扫描点ProfessionalAgilentInstrumentDistributor20频谱分析仪工作原理---视频滤波器视频滤波器低通滤波器视频滤波前信号被噪声所模糊视频滤波后减少了噪声的峰-峰值变化ProfessionalAgilentInstrumentDistributor21工作频率范围--最大可以观察的频率范围频率分辨率--分辨频率间隔信号能力频率幅度测量动态范围--同时测量大信号和小信号的能力灵敏度--测量小信号能力内部失真--测量大信号能力测试精度测试速度频谱分析仪的主要性能指标ProfessionalAgilentInstrumentDistributor22频谱分析仪的主要性能指标ProfessionalAgilentInstrumentDistributor23•频率显示范围中心频率和频率跨度起始频率和终止频率•电平显示范围参考电平和量程跨度•频率分辨率分辨带宽•扫描时间频谱仪的主要设置参数ProfessionalAgilentInstrumentDistributor24RBW本振寄生调频本振相位噪声中频滤波器矩形系数（带宽的选择性）影响频率分辨率性能的因素ProfessionalAgilentInstrumentDistributor2560dBBW3dBBW3dB60dB60dBBW3dBBW滤波器矩形系数=单点频信号在频谱仪上测试显示结果为中频滤波器的频响形状RBW是中频滤波器3dB带宽ProfessionalAgilentInstrumentDistributor26RBW对频谱仪分辨率的影响ProfessionalAgilentInstrumentDistributor2710kHzRBW=10kHzRBW=1kHzSelectivity15:110kHz失真成分60dBBW=15kHz7.5kHz3dB60dB中频滤波器矩形系数影响频谱仪对不等幅信号的分辨能力ProfessionalAgilentInstrumentDistributor28本振寄生调频对测量的影响频谱仪的最小分辨率带宽，在一定程度上是由本振的稳定性决定的寄生调频是描述本振稳定性的一个指标ProfessionalAgilentInstrumentDistributor29本振相位噪声对测量的影响本振相位噪声在频域上表现为信号频谱噪声边带本振相位噪声主要影响不同幅度的频率分量之间是否可以分辨相位噪声显示和分辨率带宽RBW相关ProfessionalAgilentInstrumentDistributor30频谱仪测试灵敏度扫描LO混频器输入信号中频滤波器检波器频谱仪内部混频器及各级放大器会产生噪声，通过检波器会反映为显示白噪声电平(DANL)ProfessionalAgilentInstrumentDistributor31---衰减器设值衰减器设值大噪声电平高20dB10dB0dB影响频谱仪灵敏度的因素ProfessionalAgilentInstrumentDistributor32---RBW10kHzRBW3kHzRBW1kHzRBW10log----------RBW1RBW2噪声电平随RBW按规律变化影响频谱仪灵敏度的因素ProfessionalAgilentInstrumentDistributor33---VBWVBW影响显示噪声电平的方差，减小VBW得到其平均值减小VBW有利于噪声背境下CW信号检测影响频谱仪灵敏度的因素ProfessionalAgilentInstrumentDistributor34频谱分析仪性能指标---内部失真三阶交调测试各次谐波测试-50dBc-50dBc-40dBc频谱分析仪典型测试应用ProfessionalAgilentInstrumentDistributor35混频信号被测信号混频器输出信号混频器产生失真成分混频器及其它处理过程的非线性作用频谱分析仪产生内部失真的原因ProfessionalAgilentInstrumentDistributor36失真信号幅度与混频器工作电平的关系0-20-40-60-80-100-60-300+30TOI二阶三阶失真信号/输入功率比（dBc）混频器工作电平=输入信号电平-衰减器设值SHI为减小频谱仪内部失真，混频器应工作在尽量低电平，应加大衰减器设值混频器工作电平非线性引起失真信号变化规律ProfessionalAgilentInstrumentDistributor37衰减器设值小时内部失真大，噪声电平低衰减器设值大时内部失真小，噪声电平高无失真测试动态范围在内部失真和噪声电平间折衷ProfessionalAgilentInstrumentDistributor38+30dBm-115dBm(1kHzBW&0dBATTENUATION)频谱仪最大输入电平仪表显示范围80dB-10dBm-35dBm-45dBm仪表噪声电平随衰减器设值和ＲＢＷ而变化二阶失真混频器压缩电平三阶失真信号／噪声范围105dB145dB功率测量范围频谱仪平均噪声电平70dB80dB0dBc噪声电平60dBc/1kHz三阶失真测试动态范围仪表相位噪声影响测试动态范围二阶失真测试动态范围频谱分析仪动态范围指标定义ProfessionalAgilentInstrumentDistributor39最小RBW设值最小衰减器设值减少VBW前置放大器(增益噪声系数）提高频谱仪灵敏度的方法ProfessionalAgilentInstrumentDistributor40改变衰减器来判断频谱仪测试结果的真实性输入衰减器中频放大改变衰减器设置频谱仪显示结果变化？测试杂波或噪声有仪表内部产生成份测试杂波或噪声来源于被测设备增加衰减器，直到显示的杂散不再变化为止YNProfessionalAgilentInstrumentDistributor41内部自校设置参考电平，使信号尽量接近参考电平位置频响误差修正提高频谱仪幅度测量精度的方法ProfessionalAgilentInstrumentDistributor42提高频率测量精度的方法:计数器功能计数器方式下,频谱仪频率测量值与扫宽无关ProfessionalAgilentInstrumentDistributor43完整的频谱分析仪组合PSASeriesMXA价格性能ESAseries新CSA•N9320A-更快速、更经济地进行射频分析ProfessionalAgilentInstrumentDistributor44Agilent低价位频谱分析仪N9320B最快扫描速度最窄RBW(分辨率带宽）最低DANL(显示平均噪声电平)最高TOI（三阶截止点）&1dB压缩同级别中的高性能ProfessionalAgilentInstrumentDistributor45同级别中的高性能扫描时间：范围9.2ms-4000s好处:提高效率提高用户的生产力最快9.2ms是同级别其它产品的3~10倍!!!ProfessionalAgilentInstrumentDistributor46同级别中的高性能分辨率带宽RBW:10Hz–1MHz（-3dB带宽）好处:越窄RBW，越能检测频率间隔很近的信号越窄RBW，越能检测低电平信号显示输入频谱IF带宽(RBW)ProfessionalAgilentInstrumentDistributor47同级别中的高性能显示的平均噪声电平DANL：-130dBm，预放关（10HzRBW