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影響頻譜分析儀頻率分辨率的因素

作者: 時(shí)間:2011-08-17 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

2.2.1 殘留調(diào)頻對(duì)的影響
殘留調(diào)頻是描述本振穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo),對(duì)于一般的2~6 GHz調(diào)諧的微波鐵氧體器件(Yttrium Iron Garnet,YIG)微波振蕩器,其殘留調(diào)頻大約為1 kHz或更大。中頻出現(xiàn)這種不穩(wěn)定性很難判斷是出自信號(hào)本身還是本振,因?yàn)榧词馆斎胄盘?hào)頻率是不變的,但由于本振信號(hào)的頻率變化在顯示器上也將直接表現(xiàn)輸入信號(hào)的頻率變化,根本無(wú)法確定是信號(hào)頻率變化,還是本振信號(hào)頻率變化引起的。本振殘留調(diào)頻的影響在RES BW很寬時(shí)是看不到的,由于本振殘留調(diào)頻引起的響應(yīng)曲線變化都隱藏在中頻濾波器帶寬之內(nèi),只有當(dāng)RES BW小于本振剩余調(diào)頻的峰一峰寬度時(shí)才有明顯的顯示,如圖5所示。當(dāng)RES BW設(shè)置很小時(shí),頻譜邊緣粗糙而不規(guī)則,出現(xiàn)尖峰,這就是殘余調(diào)頻。由此可見,的殘留調(diào)頻決定了可允許的最小分辨率帶寬,同樣也決定了等幅信號(hào)的最小間隔。

本文引用地址:http://2s4d.com/article/194774.htm

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鎖相本振作為參考源可提高殘留調(diào)頻指標(biāo),也降低了最小可允許的分辨率。高性能的價(jià)格較高,因?yàn)樗捎酶咝阅苕i相本振源,具有較低的殘留調(diào)頻和較小的最小分辨率帶寬。
結(jié)論:頻譜儀的最小分辨帶寬,在一定程度上是由本地振蕩器的穩(wěn)定性決定的,低成本的本地振蕩器:RES BW可達(dá)到1 kHz,中等性(穩(wěn)頻)能本地振蕩器:RES BW可達(dá)到100 Hz,高性能(頻率合成技術(shù))本地振蕩器:RES BW可達(dá)到1Hz。
2.2.2 本振相位噪聲對(duì)的影響
由于的本振信號(hào)頻率不可能是絕對(duì)的穩(wěn)定,總是有一定的頻率抖動(dòng),這種隨機(jī)的頻率變化稱為相位噪聲(或邊帶噪聲)。相位噪聲是由本振頻率不穩(wěn)定引起的,其值是本振頻率穩(wěn)定度的函數(shù),本振頻率越穩(wěn)定相位噪聲越小,當(dāng)頻譜分析儀的RES BW設(shè)置較寬時(shí),相位噪聲信號(hào)將隱藏在濾波器的響應(yīng)帶寬曲線之下。因此,測(cè)量頻譜分析儀的相位噪聲一般在中頻濾波器RES BW設(shè)置為最窄的條件下測(cè)量。本振相位噪聲主要影響不同幅度的頻率分量之間是否可分辨,分辨兩個(gè)頻率接近信號(hào)的前提是相位噪聲不能淹沒(méi)小信號(hào)。相位噪聲顯示和分辨率帶寬RBW相關(guān),降低分辨率帶寬RBW,可降低相位噪聲顯示值。由于相位噪聲的影響,頻率相近的信號(hào),特別是幅度遠(yuǎn)小于另一信號(hào)的頻率相近的信號(hào)將隱藏在大信號(hào)的響應(yīng)曲線之內(nèi),使其無(wú)法分辨,只有將RES BW設(shè)置足夠小,降低相位噪聲顯示值,才能分辨出小信號(hào)。圖6為相位噪聲對(duì)不等幅信號(hào)分辨率的影響。

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結(jié)論:信號(hào)在頻譜顯示的噪聲邊帶來(lái)源于本振的頻率不穩(wěn)定性,這個(gè)噪聲可能掩蓋靠近載波低電平信號(hào)。剩余調(diào)頻和中頻濾波器帶寬等對(duì)非等幅信號(hào)的頻率分辨也是有影響的,但頻譜分析儀的相位噪聲是其所能測(cè)量非等幅信號(hào)的極限值。

3 結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)中頻濾波頻率選擇性、分辨率帶寬RESBW、本地振蕩器的殘留調(diào)頻和相位噪聲等參數(shù)進(jìn)行了仔細(xì)解析,使讀者從理論上理解這些參數(shù)的定義和它們與頻譜分析儀頻率分辨率之間的關(guān)系。在選購(gòu)頻譜時(shí),可根據(jù)實(shí)際測(cè)量要求選擇合適的頻率選擇性和本地振蕩器的性能,因?yàn)轭l譜儀一旦選定,頻率選擇性和振蕩器的性能是無(wú)法改變的。在實(shí)際測(cè)量中可以通過(guò)調(diào)整分辨率帶寬取得科學(xué)測(cè)試結(jié)果,兩等幅信號(hào)的間隔大于或等于所選用分辨率濾波器的寬度,2個(gè)等幅信號(hào)就可以分辨出來(lái)了,對(duì)于測(cè)量幅度不等而頻率又比較靠近的信號(hào),在具體測(cè)試時(shí)除了考慮分辨率帶寬RES BW,還需考慮頻率選擇性,頻率選擇性越小,對(duì)不等幅信號(hào)的分辨能力越強(qiáng)。

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