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频谱仪与接收机的主要区别及操作规程

时间:2020-04-25    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

频谱仪与接收机的主要区别

    接收机和频谱仪在无线通信测试中非常通用,许多测试他们都能独立完成,那么到底二者有哪些区别了?下面我简单的给大家介绍一下:

    1、原理区别: 前置预选器,本振信号扫描,中频滤波器,杂散信号和精度

    接收机:是EMC测试的主要工具,以点频法为基础,应用本振调谐的原理测试相应频点的电平值,接收机的扫描模式是以步进点频调谐的方式。

    频谱仪:频谱分析的主要工具,扫频外差式是主流,应用扫频测量技术,通过扫频信号源得到外差信号进行频域动态分析。

    2、输入RF信号的前段处理不同:

    频谱仪:信号输入端通常有一组简单的低通滤波器

    接收机:要采用对宽带信号有较强的抗扰能力预选器,通常包括一组固定帯通滤波器和一组跟踪滤波器,完成对信号的预选。接收机需要更高的精度,要求接收机的前端比普通频谱仪多一个预选器。

    3、  频谱仪是通过扫描信号源实现扫频测量的,在预设的频率范围内扫描,获得期望的混频输出信号。

    接收机的频率扫描时步进的,离散的点频测试,按照预先设定的频率间隔,在每一个频率点进行电平测量,显示的曲线是单个点频测试的结果。

    4、中频滤波器

    频谱仪:分辨率带宽是幅频特性的3db带宽。

    接收机:中频带宽是幅频特性的6db带宽。依据EMC标准,民用军用带宽均为6db.

    5、检波器

    频谱仪:一般只有峰值和平均值检波器,没有准峰值检波器,

    接收机:而EMC标准要求测试接收机带有峰值、准峰值和平均值检波器。

    6、精度:

    接收机要比频谱仪有更高的精度,更低的乱真相应。

    在目前的市场上,有一些通过频谱仪改造而来的接收机,通用频谱仪+预选器+6db中频滤波器+三种检波器+点频测试功率+高精度信号处理=接收机

    7、点频测试和检波器

    在依据EMC标准测试时,需要对某些固定的频率点进行实时测试。比如进行辐射干扰测试时,需要选择合适的频率点,进行转台的转动和天线的升降,实时快速观察和记录改点的电平值。而通用频谱分析仪无法实现该测试。EMI测试用频谱分析仪必须有增加的功能,可实现在扫描跨度(span)为0时快速准确的测试。

    8、接收机优点:测试准确度高、动态范围大、频率分辨率高、灵敏度高、互调干扰小及由四种基本检波方式;缺点:不能像频谱仪在很宽的频率范围内展开观察,对被测信号无法快速进行频谱分析和振幅测试。

    9、频谱仪优点:在很宽的频率范围内观察,迅速的对被测信号进行频谱和振幅测试、测试设备相对简单,测试比较方便。缺点:测试精度相对差、频率分辨率较低、互调干扰打、选择性较差及只有单一峰值检波方式。

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频谱仪校准程序

  仪器内部计算机设有三个常用校准程序:频率校准、幅度校准和预选器(YTF)校准。
  一、频率校准
  1、当频谱仪经过振动、运输、长时间放置或大的环境温度变化时,频谱仪频率调谐会发生变化,带来频率测量误差,严重时会出现测量信号左右晃动的现象,通过频率校准可以排除该现象。校准的过程主要是以300MHz信号为参考信号,对频谱仪的扫描时间、中心频率、跨度(扫宽)、YIG主线圈延迟、副线圈灵敏度、扫频灵敏度进行误差校准,使频谱仪频率调谐范围正常。
  2、校准方法是:用频率/幅度校准电缆,将校准信号(CALOUTPUT)接入频谱仪的信号输入端。按【CAL】〔CALFREQ〕,频谱仪进入频率校准程序。校准结束后,屏幕上出现“CALDONE”信息,按〔CALSTORE〕键将校准数据存储在仪器的E2PROM中。
  二、幅度校准
  1、与频率校准一样,当频谱仪测量幅度准确度发生变化时,通过幅度校准程序可以使仪器满足出厂指标,过程主要是以300MHz信号为参考信号,对频谱仪的整个通道幅度、分辨带宽滤波器、对数放大器、以及输入衰减器等幅度进行误差测量并校正。
  3、校准方法是:用频率/幅度校准电缆,将校准信号(CALOUTPUT)接入频谱仪的信号输入端。按【CAL】〔CALAMP〕,频谱仪进入幅度校准程序。校准结束后,屏幕上出现“CALDONE”信息,按〔CALSTORE〕键将校准数据存储在仪器的E2PROM中。
  三、预选器(YTF)校准
  1、预选器的扫频和跟踪是频谱仪谐波波段的关键。该机设计上采用了和第一本振相互独立的驱动电路,对各波段分别校准和驱动。在频谱仪快扫、慢扫、跨波段扫时,对第一振荡器和预选器的磁滞、延迟进行补偿,大大地改善了YTF的跟踪特性。如果频谱仪在谐波波段上有5dB或更大的幅度误差,往往是仪器放置时间较长,环境温度变化较大所造成的。预选跟踪器不良会造成幅度测量误差,甚至测不到信号,此时应该进行YTF校准。
  2、校准方法是:用YTF校准电缆,将100MHZ梳状波(COMB)信号接到频谱仪的RF输入端。按【CAL】〔CALYTF〕,频谱仪进入YTF校准程序。校准结束后,屏幕上出现“CALDONE”信息,按〔CALSTORE〕键将校准数据存储在仪器的E2PROM中。
  3、如果在校准期间退出或校准不能完成出现错误信号,按〔CALFETCH〕取回校准数据。这时仪器将需要重新调整和修理。

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频谱仪的那些常识

    频谱仪的一般常识介绍如下:


    1)输入频率范围


    指频谱仪能够正常工作的最大频率区间,以HZ表示该范围的上限和下限,由扫描本振的频率范围决定。


    现代频谱仪的频率范围通常可从低频段至射频段,甚至微波段,如1KHz~4GHz。这里的频率是指中心频率,即位于显示频谱宽度中心的频率。


    (2)分辨力带宽


    指分辨频谱中两个相邻分量之间的最小谱线间隔,单位是HZ。它表示频谱仪能够把两个彼此靠得很近的等幅信号在规定低点处分辨开来的能力。


    在频谱仪屏幕上看到的被测信号的谱线实际是一个窄带滤波器的动态幅频特性图形(类似钟形曲线),因此,分辨力取决于这个幅频生的带宽。定义这个窄带滤波器幅频特性的 3dB带宽为频谱仪的分辨力带宽。


    (3)灵敏度


    指在给定分辨力带宽、显示方式和其他影响因素下,频谱仪显示最小信号电平的能力,以dBm、dBu、dBv、V等单位表示。超外差频谱仪的灵敏度取决于仪器的内噪声。


    当测量小信号时,信号谱线是显示在噪声频谱之上的。为了易于从噪声频谱中看清楚信号谱线,一般信号电平应比内部噪声电平高10dB。


    另处,灵敏度还与扫频速度有关,扫频速度赶快,动态幅频特性峰值越低,导致灵敏度越低,并产生幅值差。


    (4)动态范围


    指能以规定的准确度测量同时出现在输入端的两个信号之间的最大差值。动态范围的上限爱到非线性失真的制约。频谱仪的幅值显示方式有两种:线性的对数。


    对数显示的优点是在有限的屏幕有效的高度范围内,可获得较大的动态范围。频谱仪的动态范围一般在60dB以上,有时甚至达到100dB以上。


    (5)频率扫描宽度(Span)


    另有分析谱宽、扫宽、频率量程、频谱跨度等不同叫法。通常指频谱仪显示屏幕最左和最右垂直刻度线内所能显示的响应信号的频率范围(频谱宽度)。


    根据测试需要自动调节,或人为设置。扫描宽度表示频谱仪在一次测量(也即一次频率扫描)过程中所显示的频率范围,可以小于或等于输入频率范围。频谱宽度通常又分为三种模式。


    ①全扫频 频谱仪一次扫描它的有效频率范围。


    ②每格扫频 频谱仪一次只扫描一个规定的频率范围。用每格表示的频谱宽度可以改变。


    ③零扫频 频率宽度为零,频谱仪不扫频,变成调谐接收机。


    (6)扫描时间(Sweep Time,简作ST)


    即进行一次全频率范围的扫描、并完成测量所需的时间,也叫分析时间。通常扫描时间越短越好,但为保证测量精度,扫描时间必须适当。


    与扫描时间相关的因素主要有频率扫描范围、分辨率带宽、视频滤波。现代频谱仪通常有多档扫描时间可选择,最小扫描时间由测量通道的电路响应时间决定。


    (7)幅度测量精度


    有绝对幅度精度和相对幅度精度之分,均由多方面因素决定。绝对幅度精度是针对满刻度信号的指标,受输入衰减、中频增益、分辨率带宽、刻度逼真度、频响及校准信号本身的精度等的综合影响;


    相对幅度精度与测量方式有关,在理想情况下仅有频响和校准信号精度两项误差来源,测量精度可以达到非常高。


    仪器在出厂前要经过校准,各种误差已被分别记录下来并用于对实测数据进行修正,显示出来的幅度精度已有所提高。

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