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频谱分析仪原理介绍

时间:2014/6/20阅读:2394
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  导读:频谱分析仪对于信号分析来说是不可少的。它是利用频率域对信号进行分析、研究,同时也应用于诸多领域,如通讯发射机以及干扰信号的测量,频谱的监测,器件的特性分析等等,各行各业、各个部门对频谱分析仪应用的侧重点也不尽相同。
  
  从分析手段来说,示波器横轴表示时间,纵轴为电压幅度,曲线是表示随时间变化的电压幅度。这是时域的测量方法,如果要观察其频率的组成,要用频域法,其横坐标为频率,纵轴为功率幅度。
  
  这样,我们就可以看到在不同频率点上功率幅度的分布,就可以了解这两个(或是多个)信号的频谱。有了这些单个信号的频谱,我们就能把复杂信号再现、复制出来。这一点是非常重要的。对于一个有线电视信号,它包含许多图像和声音信号,其频谱分布非常复杂。
  
  在卫星监测上,能收到多个信道,每个信道都占有一定的频谱成份,每个频率点上都占有一定的带宽。这些信号都要从频谱分析的角度来得到所需要的参数。从技术实现来说,目前有两种方法对信号频率进行分析。其一是对信号进行时域的采集,然后对其进行傅里叶变换,将其转换成频域信号。
  
  我们把这种方法叫作动态信号的分析方法。特点是比较快,有较高的采样速率,较高的分辨率。即使是两个信号间隔非常近,用傅立叶变换也可将它们分辨出来。但由于其分析是用数字采样,所能分析信号的zui高频率受其采样速率的影响,限制了对高频的分析。目前来说,zui高的分析频率只是在10MHz或是几十MHz,也就是说其测量范围是从直流到几十MHz。是矢量分析。
  
  这种分析方法一般用于低频信号的分析,如声音,振动等。另一方法原理则不同。它是靠电路的硬件去实现的,而不是通过数学变换。它通过直接接收,称为超外差接收直接扫描调谐分析仪。我们叫它为扫描调谐分析仪。
  
  在工作中通常所用的HP-859X系列频谱仪都是此类的分析仪。其优点是扫描调谐分析法受器件的影响,只要我们把器件频率做得很高,其分析能力就会很强。目前的工艺水平,器件可达到100GHz,zui高甚至可做到325GHz。其频率范围要比前一种分析方法大很多。只是在达到较高分辨率时,其分析测量的时间会有所增加。
  
  在实际工作中,无线信号卫星信号的监督,由于其频率很高,都是采用扫描调谐的方式。它所能给我们的信息没有相位参数,只有幅度、频率。
  
  它是一种标量的分析方法。另外,这种方法有很高的灵敏度,它受到前端扫描调谐器件的控制,还有很高的动态范围。

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