频谱分析仪的工作原理和使用方法PPT

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频谱分析仪的工作原理和使用方法ppt课件

3.2 选择性
3 dB
3 dB BW
60 dB 60 dB BW 60 dB BW 3 dB BW

节到混频器的最佳信号电平，已防止发生混频压缩和失真。信号经过预选器和低通滤波器进入混频器。信号经过混频后，在其输出端有原来的信号、本振信号，两个输入信号的和频信号/差频信号，以及其他高次谐波信号。通常我们取其差频信号，称之为中频信号。中频滤波器滤出中频信号并进行放大。中频信号经检波和视频滤波后加到显示器上进行显示，视频滤波器的作用是对显示屏上所显示的扫迹进行平均或平滑。频谱仪所显示的谱线是被测信号叠加上频谱仪内部的噪声的总效应。为了减小噪声对信号幅度的影响，要对经检波后的信号进行视频滤波或视频平均。当所选择的视频带宽等于或小于所选择的分辨力带宽(RBW)时，视频电路的响应已经跟不上中频电路信号的变化，因此对所显示的信号就进行了平均和平滑，两者之间的比值越小，平滑的效果越好。视频平均是智能频谱仪为平滑提供的另一种选择。它对多次扫描的数据逐点进行平均，因此显示的谱线更加平滑。
镜像频率干扰
频谱仪是一台超外差式接收机，它
的混频器是宽带的，因此在用频谱仪测量信号时除了出现所需的信号频率谱线外，还会显示出不需要的镜像频谱。如图所示只要满足;，条件时，和都会出现在频谱仪的显示屏幕上，这就是镜像频率干扰。有两种方案可以抑制镜像频率响应的干扰：采用预选器和上变频的高中频。
3.1 分辨力带宽 (RBW)
混频器 3 dB BW
输入频谱
3 dB
检波器
LO
本振
中频滤波器/分辨率带宽滤波器扫频
分辨率带宽显示
3.1 分辨力带宽 (RBW)
10 kHz RBW 3 dB

频谱分析仪的工作原理和使用方法

我们知道，当一个信号随时间做周期或准周期变化时，用付里叶变换可以表示成一个基波分量及许多谐波分量之和的形式。基波和各次谐波的能量按其频率高低的次序排列就是信号的频谱。对于非周期性信号(如随机信号)可以看成是一个周期T为无限大的周期信号，即频率间隔为无限小，其谱线是连续的，称为连续谱。
频谱分析仪的工作原理和使用方法
2.1.1 实时频谱分析仪
图2.3是付里叶分析仪原理框图。由于取样与 A/D转换速度的限制，快速付里叶变换(FFT)式频谱分析仪无法用于高频及微波范围的频谱分析仪。
模拟滤波器模/数变换器数字滤波器衰减器取样器处理器显示器 A D
FFT
图2.3付里叶分析仪原理框图
fs
频谱分析仪的工作原理和使用方法
频谱分析仪的工作原理和使用方法
3 频谱分析仪性能参数的基本概念
频谱分析仪的工作原理和使用方法
1.2频谱仪的发展
30年代末期，第一代扫频式频谱仪诞生。 60年代末期，可以为频谱仪提供频率和幅度的校准，前端预选的频谱仪问世，它标志着频谱仪从此进入了定量测试的时代。 70 70年代末，随着集成电路技术，快速A/D变换技术， A/D 频率合成技术，数字存储技术，尤其是微处理器技术的飞速发展，频谱仪的技术指标大幅度提高。频率范围扩展到100Hz-20GHz，分辨力带宽达到10Hz。现在，频谱分析仪的测量频率范围已达到30Hz50GHz，外混频可以扩展到mm波波段，分辨力带宽从1Hz-3MHz，测量信号的动态范围100dB，显示平均噪声-110dBm。
镜像频率干扰
频谱分析仪的工作原理和使用方法

频谱分析仪PPT课件

产品型号生产厂家频率范围频率读出
分辨率带宽
噪声边带显示范围频率响应噪声电平卡读写器功能扩充
AV4031 电子第41所 50kHz~22GHz ±5MHz
1kHz~3MHz
-95dBc/Hz 80dB ±2dB -107dBm
无无
AV4032 电子第41所 9kHz~26.5GHz ±510Hz 1GHz处
频谱分析仪讲义提纲
1、频谱仪基础 2、频谱仪基本概念 3、频谱仪原理实现 4、频谱仪基本指标 5、频谱仪基本测量 6、频谱仪误差分析 7、频谱仪基本操作 8、频谱仪基本使用
频谱分析仪基础
频谱仪发展史
粗略扫中频的频谱监视器扫本振的全景接收机智能频谱分析仪多功能频谱分析仪高性能频谱分析仪
频谱仪主要用途
视频检波
中频信号频谱噪仪声经电平包络(1检kH波z) 器后有四中视频检波方式
动态范围 dBc
3R0EDF
P4EA0K
-40dBm
2D
L5OG0
10
ROSENFEL功L 率dB6/0 检波 (dB) 70
ATTEN 10 dB
3D
3D
功率 (dB)
2D 二阶2失D 真正3峰D值检波
三阶失真
8f0 2f 3f
基础：对被测信号自身应有一定的了解。一般：对被测信号应知道所在的频段范围内。高级：对被测信号一无所知。
大范围内搜索
频谱分析仪基本测量
调制信号测量
调幅信号
调频信号
脉冲信号
扫频测量时域测量 FFT变换
频域测量 Bessel函数法
Haberly法
窄带测量宽带测量
频谱分析仪基本测量

[课件]频谱分析仪基础PPT

影响频谱仪灵敏度的主要因素
VBW影响显示
VBW影响显示噪声电平的方差，减小VBW得到其平均值，减小VBW有利于在噪声背景下检测CW信号。
2018/12/4
频谱分析仪的性能指标
内部失真
2018/12/4
频谱分析仪产生内部失真的原因
混频器以及内部其它电路产生的非线性失真
2018/12/4
3. VBW设置为最小。
4.前置放大器的噪声系数最小。（增益大于噪声系数）
2018/12/4
改变衰减器
来判断频谱仪测试结果的真实性。
2018/12/4
提高频谱仪幅度测量精度的方法
内部自校设置参考电平，使被测信号电平尽可能接近参考电平频响误差修正
2018/12/4
提高频谱仪频率测量精度的方法
本振相位噪声在频域上表现为信号频谱的噪声边带
2018/12/4
频谱仪测试的灵敏度
2018/12/4
影响频谱仪灵敏度的主要因素
衰减器设置
衰减器设置值越大，噪声电平越高。
2018/12/4
影响频谱仪灵敏度的主要因素
RBW
噪声电平随RBW按照
10logRBW1/RBW2
规律变化
2018/12/4
计数器功能
计数器方式下，频谱仪频率测量精度和扫频宽度无关。
2018/12/4
2018/12/4
2018/12/4
2018/12/4
2018/12/4
附录
采样频率决定了测量信号的最大带宽。
频谱分析仪测量信号的频率信息，包括频率，功
率，谐波失真，杂波干扰，信号的相位噪声谱，
器件的噪声系数高级的频谱分析仪还可以实现对

《频谱分析仪讲》课件

航空航天
在航空航天领域，频谱分析仪被广泛应用于飞行器通信和雷达系统的频谱分析和故障诊断。
电磁兼容性测试
频谱分析仪可以用于评估电磁兼容性，检测和分析电子设备之间的干扰情况。
音频分析
音频分析包括音频信号的频谱分布、谐波失真、杂散和噪声等特性的分析。
五、频谱分析仪的市场现状与趋势
1 全球频谱分析仪市
分析范围不足
分析范围可以通过选用具有更大频率范围的频谱分析仪来解决。
信号干扰
信号干扰可能会影响频谱分析结果，可以通过优化测量环境、屏蔽干扰源等方式来解决。
校准问题
频谱分析仪的校准非常重要，可以定期进行校准或选择具备自动校准功能的仪器。
七、总结与展望
频谱分析仪的发展历程
频谱分析仪经过多年的发展，已经成为电子测量领域中不可或缺的重要工具。
未来发展方向
未来频谱分析仪将继续向更高频率、更高精度、更智能化的方向发展。
重点关注领域
未来频谱分析仪在5G通信、物联网、射频芯片等领域将发挥重要作用。
Res BW、VID BW、 RBW
Res BW指的是分辨带宽， VID BW指的是视频带宽， RBW指的是实时带宽。
信噪比、动态范围、相位噪声
这些参数描述了频谱分析仪的性能，包括信号与噪声的比例、动态范围以及相位噪声水平。
四、频谱分析仪的典型应用
无线电通信
频谱分析仪用于无线电通信系统的频谱监测、无线电干扰分析等应用。
《频谱分析仪讲》PPT课件
#ห้องสมุดไป่ตู้频谱分析仪讲
一、频谱分析仪的基本概念
频谱分析仪的定义
频谱分析仪是一种测量电信号频谱分布的仪器，用于分析信号的幅度和频率特性。

频谱分析仪的工作原理和使用方法71页PPT

频谱分析仪的工作原理和使用方法
1、纪律是管理关系的形式。——阿法纳西耶夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响，而是让儿童练习良好道德行为，克服懒惰、轻率、不守纪律、颓废等不良行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养成儿童自觉的纪律性，这是儿童道德教育最重要的部分。—— 陈鹤琴
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生

频谱分析仪工作原理和应用

频谱分析仪工作原理和应用一、背景介绍频谱分析仪是一种广泛应用于信号处理、无线电通信、音频、电视、雷达、波谱分析等领域进行精确测量和频域分析的仪器。

频谱分析仪可分析电信号在频率域内的谱分布情况，用于检测和分析信号的频谱分布、峰值等特征参数，为电子工程技术提供了重要的指导和支持。

二、工作原理频谱分析仪从信号源处接收电信号，转换为数字信号处理，并将其转换为频率分布的能量谱图。

该谱图显示了信号在不同频率范围内的能量密度，通过观察信号谱图中的各个谷、峰的位置和幅度大小，可以了解到被测信号的频谱特征。

信号进入频谱分析仪后，通过输入缓冲放大器放大信号后，会被经过混频器和频率合成器的带通滤波器以及IF处理电路缩小至若干个独立的频带，通过差分放大器进行高增益，然后进入下一步进行FFT变换用于计算信号频谱，最终输出到显示屏上。

频谱分析仪温度对颜色反应敏感，可以在当前环境下自动分析并调整颜色的温度值，保证信号在显示时的准确性。

三、应用领域1. 电信工程：频谱分析仪被广泛应用于电信领域，用于检测无线电频率、电源干扰和其他干扰源。

2. 音频工程：频谱分析仪可用于音频信号处理和分析，检测音频干扰源和声音失真等，还可以进行噪声印象评估。

3. 电视工程：频谱分析仪可用于电视信号分析、调节和校准以及电视广播的宽带信号分析。

4. 波谱分析：频谱分析仪在波谱分析中起着至关重要的作用，可以用于分析GPS信号的相位噪声、信号接收的不确定性等。

5. 科学研究：频谱分析仪可用于科学研究中，如用于分析地球物理数据、射电望远镜数据、星际信号、宇宙微波背景等。

四、常见型号目前，市场上常见的频谱分析仪型号有Tektronix，Agilent，Rohde & Schwarz等品牌，其中包括基础型的频谱分析仪，以及多功能、高级的可编程频谱分析仪。

多数频谱分析仪可提供各种分析功能，比如PEAK HOLD，AVERAGING和ZOOM等，可以有效地应对不同的场景需求。

频谱分析仪的工作原理及操作

频谱分析仪的工作原理及操作一、什么是频谱分析仪在频域内分析信号的图示测试仪。

以图形方式显示信号幅度按频率的分布，即X轴表示频率，Y轴表示信号幅度。

二、原理：用窄带带通滤波器对信号进行选通。

三、主要功能：显示被测信号的频谱、幅度、频率。

可以全景显示，也可以选定带宽测试。

四、测量机制：1、把被测信号与仪器内的基准频率、基准电平进行对比。

因为许多测量的本质都是电平测试，如载波电平、A/V、频响、C/N、CSO、CTB、HM、CM以及数字频道平均功率等。

2、波形分析：通过107选件和相应的分析软件，对电视的行波形进行分析，从而测试视频指标。

如DG、DP、CLDI、调制深度、频偏等。

五、操作：(一)硬键、软键和旋钮：这是仪器的基本操作手段。

1、三个大硬键和一个大旋钮：大旋钮的功能由三个大硬键设定。

按一下频率硬键，则旋钮可以微调仪器显示的中心频率;按一下扫描宽度硬键，则旋钮可以调节仪器扫描的频率宽度;按一下幅度硬键，则旋钮可以调节信号幅度。

旋动旋钮时，中心频率、扫描宽度(起始、终止频率)、和幅度的dB数同时显示在屏幕上。

2、软键：在屏幕右边，有一排纵向排列的没有标志的按键，它的功能随项目而变，在屏幕的右侧对应于按键处显示什么，它就是什么按键。

3、其它硬键：仪器状态(INSTRUMNTSTATE)控制区有十个硬键：RESET清零、CANFIG配置、CAL校准、AUXCTRL辅助控制、COPY打印、MODE模式、SAVE存储、RECALL调用、MEAS/USER测量/用户自定义、SGLSWP信号扫描。

光标(MARKER)区有四个硬键：MKR光标、MKR光标移动、RKRFCTN光标功能、PEAKSEARCH峰值搜索。

控制(CONTRL)区有六个硬键：SWEEP扫描、BW带宽、TRIG触发、AUTOCOVPLE自动耦合、TRACE跟踪、DISPLAY显示。

在数字键区有一个BKSP回退，数字键区的右边是一纵排四个ENTER确认键，同时也是单位键。

Agilent频谱仪介绍PPT课件

[ Max Mixer Lvl: -10dBm 频谱仪混频器工作电平，Ref Lvl- AttenuationMixer Lvl
2021/3/9
11
频谱分析仪操作菜单
-------------基本参数设置
BW/
Avg
[ Res BW] Auto/Man
频谱仪分辨带宽, 1Hz~8MHz/步进变化。
激活Marker用于两个信号幅度/频率差值参数测试
[ Delta Pair] Ref/ 移动Delta Marker位置的方式（改变Ref 或Marker)
[ Span Pair] Span/center 设置Delta Marker测量的频率差值或中心值
[ Off ]
将Marker测量关闭
[ Select Marker] 1,2,3,4 选择激活测量的Marker
[ Function off]
关闭Marker测量功能
[ Marker Count]
频率计数器功率,提高信号频率测量分辨率和精度
2021/3/9
17
频谱分析仪操作菜单
-------------基本测量功能
Marker
[ Mkr CF] [ MKr CF step] [ MKr Start] [ MKr stop] [ MKr Ref Lvl ]
噪声,杂散
2021/3/9
3
完整的信号分析内容
带内测试项目
带外测试项目
频道内
{（In-channel）频道外（out of channel）
信号频率信号功率/时间，平均/峰值功率调制精度
邻道功率比(ACPR)
谐波远端杂波
2021/3/9
4

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目前大量使用的是超外差式频谱分析仪。它又可以分为扫中频和扫高频(扫前端)两种。
较老式的频谱仪大都是扫中频。由于扫频宽度不大，故又称窄带频谱仪。扫中频频谱仪的另一个缺点是可能出现杂波干扰和假响应较多，而且动态范围小，灵敏度又低，现在基本被淘汰。
2.1.2 扫频频谱分析仪
E4405B 6.1 E4405B的前后面板开关，旋
钮，接头的功能 6.2 测量实例－测量AM信号波形 6.3 测量实例－看懂校准证书
1 概述
1.1 时域分析 1.2 频域分析 1.3 频谱仪的发展
1 概述
无论你是一个电子设备或系统的设计制造工程师，还是一个电子器件或系统的现场维护/修理人员，都需要一台能观察并帮助你分析你的设备或系统产生的电信号或电信号通过你的器件或系统后质量变化的情况，比如，信号的功率和幅度，调制或边带等等，通过分析来验证你的设计，确定器件或系统的性能，判别故障点，找出问题的所在，这就是信号特性分析。
3.5 自适应关系
频谱分析仪的工作原理和使用方法
3.6 动态范围 3.7 灵敏度 3.8 视频带宽(VBW) 3.9 信号/失真 3.10 信号/噪声 4 频谱分析仪的测量准确度 4.1 频率测量准确度 4.2 幅度测量准确度 5 频谱分析仪使用中应注意的
问题 6 频谱分析仪使用实例－
2 频谱分析仪的工作原理
2.1 频谱分析仪的类型
2.1.1.
实时频谱分析仪
2.1.2.
扫频频谱分析仪
2.2 超外差扫频频谱分析仪的工作原理
2.3 基波及谐波混频
3 频谱分析仪性能参数的基本概念
3.1 分辨力(RBW)
3.2 选择性
3.3 剩余调频
3.4 边带噪声 (相位噪声)
目前，信号分析主要从时域，频域和调制域三个方面进行。
1 概述
Amplitude (power)
frequency
时域测量
time 频域测量
1 概述
1.1 时域分析
所谓时域分析就是观察并分析电信号随时间的变化情况。例如，信号的幅度，周期或频率等。时域分析常用仪器是示波器。但是示波器还不能提供充分的信息，因此就产生了用频域分析的方法来分析信号。
前端预选的频谱仪问世，它标志着频谱仪此进入了定量测试的时代。70年代末，随着集成电路技术，快速A/D变换技术，频率合成技术，数字存储技术，尤其是微处理器技术的飞速发展，频谱仪的技术指标大幅度提高。频率范围扩展到100Hz-20GHz，分辨力带宽达到10Hz。
现在，频谱分析仪的测量频率范围已达到30Hz50GHz，外混频可以扩展到mm波波段，分辨力带宽从1Hz-3MHz，测量信号的动态范围100dB，显示平均噪声-110dBm。
2 频谱分析仪的工作原理
2.1 频谱分析仪的类型 2.1.1. 实时频谱分析仪 2.1.2. 扫频频谱分析仪 2.2 超外差扫频频谱分析仪的工作原理 2.3 基波及谐波混频
2 频谱分析仪的工作原理
我们知道，当一个信号随时间做周期或准周期变化时，用付里叶变换可以表示成一个基波分量及许多谐波分量之和的形式。基波和各次谐波的能量按其频率高低的次序排列就是信号的频谱。
对于非周期性信号(如随机信号)可以看成是一个周期T为无限大的周期信号，即频率间隔为无限小，其谱线是连续的，称为连续谱。
2.1.1 实时频谱分析仪
所谓实时频谱分析仪是指能实时显示信号在某一时刻的所有频率成分的分析结果。见图2.2。
滤波
检波
指示
输入
预放
图2.2 实时频谱分析仪
2.1.1 实时频谱分析仪
被测输入信号经过宽带预放放大后，由多路分配器分别送到并联的多个带通滤波器，每个滤波器从被测信号中选出与其相对应的频谱分量，经检波器检波后送到各个显示器保持并显示。现在基本不用。
还有一种快速付里叶变换(FFT)式频谱分析仪也属于实时型频谱分析仪，见图2.1。
2.1.1 实时频谱分析仪
还有一种快速付里叶变换(FFT)式频谱分析仪也属于实时型频谱分析仪，见图2.1。
傅里叶分析
实时并联滤波测量
A
全频谱LCD 显示
f1 f2
f
图2.1 傅立叶分析仪
2.1.1 实时频谱分析仪
图2.3是付里叶分析仪原理框图。由于取样与
A/D转换速度的限制，快速付里叶变换(FFT)式
频谱分析仪无法用于高频及微波范围的频谱分
析仪。
模拟滤波器
模/数变换器
数字滤波器
衰减器
取样器
处理器
显示器
A
D
FFT
图2.3付里叶分析
fs
仪原理框图
2.1.2 扫频频谱分析仪
调谐滤波式频谱分析仪是用扫描发生器驱动调谐滤波器，在整个频率范围内改变一个带通滤波器的中心频率来工作的。随着中心频率的移动，依次选出的被测信号各频谱分量，再经滤波器和视频放大后加到显示器的垂直偏转电路。而水平偏转的输入信号来自驱动并调谐带通滤波器的同一扫描发生器。这样，水平轴就可以用于表示频率。
1.2频域分析
观察并分析信号的幅度(电压或功率)与频率的关系，它能够获取时域测量中所得不到的独特信息。例如谐波分量，寄生信号，交调、噪声边带。最典型的频域信号分析是测量调制，失真和噪声。通常进行信号频域分析的仪器就是频谱分析仪。
1.2频域分析
调调制制失失真真
.
噪噪声声
1.2频域分析
频谱分析仪(频谱仪)是信号频域特性分析的重要工具。它将一个由许多频率分量组成复杂的信号分解成各个频率分量。每一个频率分量的电平被依次显示出来。
频域分析测量有许多独特的优点。用频谱分析的方法很容易测量一个信号频率，功率，谐波分量，调制假信号和噪声等。
1.2频谱仪的发展
30年代末期，第一代扫频式频谱仪诞生。 60年代末期，可以为频谱仪提供频率和幅度的校准，
频谱分析仪的工作原理和使用方法
1. 概述 2 频谱分析仪的工作原理 3 频谱分析仪性能参数的基本概念 4 频谱分析仪的测量准确度 5 频谱分析仪使用中应注意的问题 6 频谱分析仪使用实例－E4405B
频谱分析仪的工作原理和使用方法
1. 概述
1.1 时域分析
1.2 频域分析
1.3 频谱仪的发展