频谱是频率谱密度的简称,是频率的分布曲线。复杂振荡分解为振幅不同和频率不同的谐振荡,这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫做频谱。
频谱仪的分类: 一般分为FFT(快速傅里叶变化)和扫频式频谱仪。其中FFT式频谱仪适合窄分析带宽,快速测量场合,扫频式频谱仪适合宽频带分析场合。 频谱仪内部原理: 1、输入衰减器 信号进入频谱仪后,先经过一个输入衰减器,作用为防止大信号进入混频器,造成混频器过载,增益压缩,畸变。衰减器雨后面的中频放大器是互动的,中频放大器补偿前面的衰减值,保证信号大小不变。 2、低通滤波器 低通滤波器决定了频谱仪的分析能力,频谱仪上标注的频率范围就是由此滤波器决定。 3、混频器 混频器,通过本振(LO)将输入信号下变频到中频。 4、中频滤波器 中频滤波器即频谱仪面板上设置的RBW,是可调的,调节RBW会影响频率选择性,信噪比和测试速度。 5、包络检波器 将中频信号转换为基带信号或者视频信号。有正向检波(显示最大值),负向检波(显示最小值),采样检波(显示中值)。 6、视频滤波器 一般为一低通滤波器,此滤波器主要是为了减少噪声的峰峰值变化,测试小信号时会用到。
频谱仪是射频领域进行信号测试分析的基础仪器,可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数,是一种多用途的电子测量设备,它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。 频谱仪的读取方法: 1、电平的读取:主要使用参考电平REF。仪器屏幕图形上最上边的一行水平线是参考电平线。该线表示的电平为参考电平,其数值和单位显示在屏幕左上角。 2、频率的读取:图形里的中心频率、起始频率、终止频率三条竖线,各自代表的频率数显示在屏幕的下方。 3、光标的使用:按MKR键,屏幕曲线上将出现闪动的光标。光标所在位置的电平和频率显示在屏幕左上角。光标可任意移动,移动到什么位置,就显示什么地方的频率和电平。
由于频谱仪是一种比较贵重的综合性仪器,一般每台价格都在二十万元以上,一旦损坏,相应的维修费用比较高,且维修周期比较长,因此使用时应格外小心 第一、对于频谱仪来说电源是非常重要的,在给频谱仪加电之前,一定要确保电源接法正确,保证地线可靠接地。频谱仪配置的是三芯电源线,开机之前,必须将电源线插头插入标准的三相插座中,千万不要使用没有保护地的电源线,以防止可能造成的人身伤害。 第二、在对信号进行精确测量前,开机后应预热三十分钟,当测试环境温度改变3—5度时,频谱仪应重新进行校准。 第三,任何频谱仪在输入端口都有一个允许输入的最大安全功率,称为最大输入电平。如国产多功能频谱分析仪AV4032要求连续波输入信号的最大功率不能超过+30dBmW(1W),且不允许直流输入。若输入信号值超出了频谱仪所允许的最大输入电平值,则会造成仪器损坏。 对于不允许直流输入的频谱仪,若输入信号中含有直流成份,则也会对频谱仪造成损伤。记住这点非常重要,一般频谱仪的最大输入电平值通常在前面板靠近输入连接口的地方标出。如果频谱仪不允许信号中含有直流电压,当测量带有直流分量的信号时,应外接一个恰当数值的电容器用于隔直流。当对所测信号的性质不太了解时,我们可采用以下的办法来保证频谱仪的安全使用:如果有RF功率计,可以用它来先测一下信号电平,如果没有功率计,则在信号电缆与频谱仪的输入端之间应接上一个一定量值的外部衰减器,频谱仪应选择最大的射频衰减和可能的最大基准电平,并且使用最宽的频率扫宽(SPAN),保证可能偏出屏幕的信号可以清晰看见。 注意事项: 1、注意静电防护,尤其是裸露在外的各个接口的静电防护; 2、注意避免接口热插拔:先接好接口,再加信号;先断开信号,再断开接口连接; 3、定期对仪器进行维护保养。