頻譜分析儀介紹

　　頻譜分析儀 - 使用

　　噪聲頻譜分析儀一、什么是頻譜分析儀在頻域內(nèi)分析信號的測試儀。以圖形方式顯示信號幅度按頻率的分布，即X軸表示頻率，Y軸表示信號幅度。

　　二、原理：用窄帶帶通濾波器對信號進(jìn)行選通。

　　三、主要功能：顯示被測信號的頻譜、幅度、頻率。可以全景顯示，也可以選定帶寬測試。

　　四、測量機(jī)制：

　　1、 把被測信號與儀器內(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。

　　五、操作：

　　(一) 硬鍵、軟鍵和旋鈕：這是儀器的基本操作手段。

　　1、三個(gè)大硬鍵和一個(gè)大旋鈕：大旋鈕的功能由三個(gè)大硬鍵設(shè)定。按一下頻率硬鍵，則旋鈕可以微調(diào)儀器顯示的中心頻率;按一下掃描寬度硬鍵，則旋鈕可以調(diào)節(jié)儀器掃描的頻率寬度;按一下幅度硬鍵，則旋鈕可以調(diào)節(jié)信號幅度。旋動旋鈕時(shí)，中心頻率、掃描寬度(起始、終止頻率)、和幅度的dB數(shù)同時(shí)顯示在屏幕上。

　　2、軟鍵：在屏幕右邊，有一排縱向排列的沒有標(biāo)志的按鍵，它的功能隨項(xiàng)目而變，在屏幕的右側(cè)對應(yīng)于按鍵處顯示什么，它就是什么按鍵。

　　3、其它硬鍵：儀器狀態(tài)(INSTRUMNT STATE)控制區(qū)有十個(gè)硬鍵：RESET清零、CANFIG配置、CAL校準(zhǔn)、AUX CTRL輔助控制、COPY打印、MODE模式、SAVE存儲、RECALL調(diào)用、MEAS/USER測量/用戶自定義、SGL SWP信號掃描。光標(biāo)(MARKER)區(qū)有四個(gè)硬鍵：MKR光標(biāo)、MKR 光標(biāo)移動、RKR FCTN光標(biāo)功能、PEAK SEARCH峰值搜索?？刂?CONTRL)區(qū)有六個(gè)硬鍵：SWEEP掃描、BW帶寬、TRIG觸發(fā)、AUTO COVPLE自動耦合、TRACE跟蹤、DISPLAY顯示。在數(shù)字鍵區(qū)有一個(gè)BKSP回退，數(shù)字鍵區(qū)的右邊是一縱排四個(gè)ENTER確認(rèn)鍵，同時(shí)也是單位鍵。大旋鈕上面的三個(gè)硬鍵是窗口鍵：ON打開、NEXT下一屏、ZOOM縮放。大旋鈕下面的兩個(gè)帶箭頭的鍵STEP配合大旋鈕使用作上調(diào)、下調(diào)。

　　(二)輸入和輸出接口：位于一起面板下邊一排。TV IN測視頻指標(biāo)的信號輸入口;VOL INTEN是內(nèi)外一套旋鈕控制、調(diào)節(jié)內(nèi)置喇叭的音量和屏幕亮度;CAL OUT儀器自檢信號輸出;300Mhz 29dBmv儀器標(biāo)準(zhǔn)信號輸出口;PROBE PWR儀器探針電源;IN 75Ω1M—1.8G測試信號總輸入口。

　　(三) 測試準(zhǔn)備：

　　1、限制性保護(hù)：規(guī)定最高輸入射頻電平和造成永久性損壞的最高電壓值：直流25V，交流峰峰值100V。

　　2、預(yù)熱：測試須等到OVER COLD消失。

　　3、自校：使用三個(gè)月，或重要測量前，要進(jìn)行自校。

　　4、系統(tǒng)測量配置：配置是測量之前把測量的一些參數(shù)輸入進(jìn)去，省去每次測量都進(jìn)行一次參數(shù)輸入。內(nèi)容：測試項(xiàng)目、信號輸入方式(頻率還是頻道)、顯示單位、制式、噪聲測量帶寬和取樣點(diǎn)、測CTB、CSO的頻率點(diǎn)、測試行選通等。配置步驟：按MODE鍵——CABLE TV ANALYZER軟鍵——Setup軟鍵，進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。細(xì)節(jié)為tune config調(diào)諧配置：包括頻率、頻道、制式、電平單位。Analyzer input輸入配置：是否加前置放大器。Beats setup拍頻設(shè)置、測CTB、CSO的頻點(diǎn)(頻率偏移CTB FRQ offset、CSO FRQ offset)。GATING YES NO是否選通測試行。C/N setup載噪比設(shè)置：頻點(diǎn)(頻率偏移C/N FRQ offset)、帶寬。

　　發(fā)展歷程

　　頻譜分析儀從發(fā)明以來，經(jīng)歷了模擬線路頻譜儀、單片機(jī)程控頻譜儀、電腦數(shù)字化頻譜儀的發(fā)展歷程。隨著集成電路和微處理器電路的迅猛發(fā)展以及對信號測量要求的提高，頻譜儀的工作頻率不斷提高，精度不斷提升，體積和重量不斷縮減。從早期巨大笨重的臺式頻譜儀，發(fā)展到廣泛使用的便攜式頻譜儀，以及近年來現(xiàn)場應(yīng)用越來越多的手持式頻譜儀，頻譜儀正向著數(shù)字化、高精度化、小型化發(fā)展。

　　老式的頻譜儀為純電路結(jié)構(gòu)，早期的產(chǎn)品采用與示波器一樣的示波管進(jìn)行顯示，通過快速掃描的接收機(jī)來形成頻譜圖。這類頻譜儀基本沒有自動測量功能，測量信號幅度靠人工對照示波管刻度進(jìn)行數(shù)數(shù)，功能單一，只具有頻譜儀基本的頻率掃描和幅度顯示功能，且精度很低。目前在主流應(yīng)用中已基本淘汰。

　　單片機(jī)程控頻譜儀是通過單片機(jī)微處理器來控制的頻譜儀，雖然從外觀上看，最早期的數(shù)字頻譜儀依然采用示波管顯示，但增加了字符發(fā)生器電路，在儀器屏幕上可以看到一些設(shè)置信息，并具有了一些自動測量功能。隨后，高性能的微處理器和頻率合成器電路相繼被引入，使得頻譜儀的工作精度、分辨率和程控化水平得到顯著提高。顯示屏由示波管發(fā)展為CRT管，顯示的頻譜圖是通過微處理器計(jì)算后形成的，并增加了很多數(shù)控和自動測量功能，屏幕上顯示的信息一下子多了很多，頻譜儀的分辨率顯著提高到1kHz的水平，部分高端產(chǎn)品達(dá)到了1Hz級別。

　　現(xiàn)代的數(shù)字化頻譜儀除了射頻信號處理單元，其余部分基本都數(shù)字化了。很多附加的專項(xiàng)測量功能，如TETRA信號測量、GSM信號測量，都能以軟件開通形式添加，顯示屏改為彩色液晶顯示，并且進(jìn)一步縮減了頻譜儀的體積和重量，掃描速度進(jìn)一步提高，背景噪聲和相位噪聲也得到了進(jìn)一步控制，頻譜儀的性能提高到一個(gè)新的水平，這更有利于對微小信號的測量。

　　此外，新結(jié)構(gòu)體系的實(shí)時(shí)頻譜儀也全新登場，更有利于對遂發(fā)的信號進(jìn)行捕捉。

　　傳統(tǒng)的頻譜儀一貫比較笨重，比同年代的示波器重得多。很多大型臺式頻譜儀兩個(gè)人都很難抬得動，即便是后期的HP8563E(CRT管型)之類，屬于便攜型的頻譜儀，也有20kg重。隨著液晶屏替代CRT顯像管，以及儀器內(nèi)部線路的進(jìn)一步集成化，頻譜儀的重量也有所減輕，如E4403B，重量在15kg左右。新一代的手持頻譜儀成為現(xiàn)場檢測中輕便靈巧的工具，新的N9340B裝上電池的重量只有3.5kg左右，Rohde&Schwarz的 FSH3僅重2.5kg。