頻譜分析儀計(jì)量檢定

1、頻譜分析儀計(jì)量檢定第1頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四頻譜分析的基礎(chǔ)理論知識(shí) 信號(hào)分析主要從三個(gè)方面進(jìn)行，即時(shí)域、頻域和調(diào)制域。頻域測(cè)量分析方法是觀測(cè)信號(hào)幅度(V）或能量(V2)與頻率的關(guān)系，或者說(shuō)測(cè)量分析信號(hào)所包含的頻率成分的分布。頻譜分析儀就是分析信號(hào)頻域特性的儀器。 當(dāng)一個(gè)信號(hào)隨時(shí)間作周期或準(zhǔn)周期變化時(shí)，用傅里變換可以表示成一個(gè)基波分量及許多諧波諧波分量之和的形式，基波及各次諧波按其頻率高低的順序排列就是信號(hào)的頻譜。周期（或準(zhǔn)周期）性信號(hào)的頻譜是由一組離散的線條組成的離散譜，又稱為線譜。第2頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四一個(gè)周期函數(shù)f(t

2、)在一個(gè)周期內(nèi)只有有限個(gè)極點(diǎn)，只有有限個(gè)第一類間隔點(diǎn)（在這種間隔點(diǎn)左右極限存在），而其余各處都是連續(xù)的，稱這個(gè)函數(shù)滿足了狄利赫勒條件，它可以展成傅里葉級(jí)數(shù)：傅里葉級(jí)數(shù)還有其他表示形式，比較常用的是余弦表達(dá)式：式中： T信號(hào)周期，單位為s（秒）； n正整數(shù)； f信號(hào)的基波頻率，單位為Hz； 稱為角頻率，單位為rad(弧度)。由上述式子可看出，滿足狄利赫勒條件的周期函數(shù)f(t)可用無(wú)限個(gè)幅度為Cn，角頻率為2n/T的正弦振蕩之和表示。第3頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四等幅信號(hào)的時(shí)域和頻域表示為：等幅信號(hào)的頻譜第4頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四調(diào)幅

3、信號(hào)的頻譜調(diào)幅信號(hào)的時(shí)域和頻域表示為：第5頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四調(diào)角信號(hào)的頻譜調(diào)角信號(hào)可分為調(diào)相信號(hào)和調(diào)頻信號(hào)兩種：調(diào)相信號(hào)的特點(diǎn)是，調(diào)制信號(hào)線性地改變載波相位，即：調(diào)相信號(hào)的時(shí)域表示式是：調(diào)頻信號(hào)的特點(diǎn)是，調(diào)制信號(hào)線性地改變載波的瞬時(shí)頻率，即：調(diào)頻信號(hào)的時(shí)域表示式是：第6頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四調(diào)制信號(hào)為單音余弦信號(hào)時(shí)調(diào)角信號(hào)的頻譜調(diào)相信號(hào)的時(shí)域表示為：調(diào)頻信號(hào)的時(shí)域表示為： 單音余弦波進(jìn)行調(diào)頻和調(diào)相時(shí)，其頻譜是相似的，用單音調(diào)頻信號(hào)的分析來(lái)說(shuō)明角度調(diào)制信號(hào)。單音調(diào)頻波的表示式：cc2a)實(shí)際調(diào)頻波頻譜b)頻譜分析儀上觀察到的

4、頻譜第7頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四脈沖信號(hào)這里指脈沖的上升（下降）時(shí)間是零、頂部平坦的周期脈沖。脈沖信號(hào)周期脈沖的時(shí)域和頻域圖a)時(shí)域圖 b)頻域圖第8頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四脈沖信號(hào)調(diào)幅信號(hào) 把周期脈沖調(diào)制在頻率是的載波上，根據(jù)頻譜搬移定理，可以得到用周期脈沖調(diào)幅波的表示式：周期脈沖調(diào)幅信號(hào)的頻譜圖第9頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四 頻譜分析儀上顯示的周期脈沖調(diào)幅信號(hào)的功率譜，其譜線分布相對(duì)于載頻是對(duì)稱的。當(dāng)脈沖的占空比遠(yuǎn)小于1時(shí)，頻譜的能量分布。期脈沖調(diào)幅信號(hào)的功率譜第10頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月

5、20日，4點(diǎn)59分，星期四頻譜分析儀的類型實(shí)時(shí)頻譜分析儀 并聯(lián)濾波器型分析儀（真正實(shí)時(shí)型） 快速傅里葉變換（FFT）式分析儀掃頻型頻譜分析儀（掃頻調(diào)諧型） 顯示掃頻型頻譜分析儀 調(diào)諧濾波器型頻譜分析儀 掃頻超外差型分析儀第11頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四前置寬帶放大器多 路 分 配 器濾波器1檢波器1指示器1濾波器2檢波器2指示器2濾波器n檢波器n指示器n并聯(lián)濾波器型分析儀第12頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四快速傅里葉變換式分析儀框圖低通濾波器取樣A/D保持RAMFFT顯示快速傅里葉變換算法可以把某一時(shí)刻的時(shí)間函數(shù)f(t)轉(zhuǎn)換為頻域函數(shù)s(

6、w)：第13頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四顯示掃頻型頻譜分析儀低通濾波器多 路 分 配 器濾波器1檢波器1濾波器2檢波器2濾波器n檢波器n顯示器掃描開(kāi)關(guān)用掃描開(kāi)關(guān)掃描，使顯示器上輪換顯示各濾波器的輸出。第14頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四調(diào)諧濾波器型頻譜分析儀調(diào) 諧濾波器檢波器掃 描電 路調(diào)諧濾波式頻譜分析儀是通過(guò)在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)移動(dòng)一個(gè)帶通濾波器的中心頻率及帶寬來(lái)工作的。第15頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四掃頻超外差型分析儀 它實(shí)際上是一個(gè)校準(zhǔn)于正弦波均方根值的頻率選擇性峰值響應(yīng)電壓表。把本振作為掃頻器件，輸出本振

7、信號(hào)頻率從低到高輸連續(xù)掃動(dòng)，與輸入的被測(cè)信號(hào)中各頻譜分量逐個(gè)混頻，使之依次變?yōu)橄鄬?duì)應(yīng)的中頻的頻譜分量，經(jīng)檢波和視放后顯示在熒光屏上。衰減器低通掃描發(fā)生器中放視放檢波本振顯示器第16頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四掃頻超外差型分析儀的缺點(diǎn) 掃頻超外差式頻譜分析儀雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但它有一個(gè)最難解決的問(wèn)題是真假信號(hào)的識(shí)別。1.多次響應(yīng)： 由于本振信號(hào)很大(如HP8590和HP8560的第一本振信號(hào)功率為16dBm2dB，所以混頻器對(duì)本振信號(hào)而言是非線性工作狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生的很多諧波。2.諧波響應(yīng)： 當(dāng)本振調(diào)到某個(gè)頻率時(shí)，由于在混頻器中產(chǎn)生諧波，頻譜分析儀就能對(duì)幾個(gè)信號(hào)頻率同時(shí)進(jìn)行

8、響應(yīng)，在顯示器上表現(xiàn)為同一根響應(yīng)線。 第17頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四掃頻超外差型分析儀的缺點(diǎn)的解決方法 解決上述問(wèn)題有兩種方法，一種是在頻譜分析儀中安裝信號(hào)識(shí)別裝置，能很方便的識(shí)別輸出信號(hào)與本振進(jìn)行混頻的模式n，從而在對(duì)應(yīng)的頻率標(biāo)尺上直接讀出輸入信號(hào)的頻率。這種識(shí)別裝置可以是手動(dòng)的，而對(duì)于帶有微處理器的頻譜分析儀利用綜合調(diào)諧程序自動(dòng)完成識(shí)別。另一種方法就是使用跟蹤預(yù)選擇性帶通濾波器，把它安裝在混頻器之前，其中心頻率和掃頻頻率同步調(diào)諧，這就相當(dāng)于把調(diào)諧濾波器式分析儀和掃頻超外差式分析儀的優(yōu)點(diǎn)合二為一。 本文所涉及的頻譜儀是掃頻超外差型頻譜儀。第18頁(yè)，共76頁(yè)，2

9、022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四頻譜分析儀的基本組成 常用的頻譜分析儀由射頻前端電路、中頻放大電路、顯示電路、掃描電路、校準(zhǔn)信號(hào)源和微機(jī)控制電路等六大部分組成。射頻前端電路中頻放大電路顯示電路校準(zhǔn)信號(hào)源頻率控制CPUI/O板操作數(shù)據(jù)采集CPU掃 描電 路從頻率基準(zhǔn)來(lái)第19頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四射頻前端電路 進(jìn)行信號(hào)頻率變化和幅度控制的電路通稱為射頻前端電路，它保證了正確地接收信號(hào)。第20頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四中頻放大電路 中頻電路部分包括可變?cè)鲆嬷蟹烹娐贰⒎直鎺掃x擇電路、過(guò)載檢測(cè)和幅度控制電路等。第21頁(yè)，共76頁(yè)，

10、2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四顯示電路 線性/對(duì)數(shù)放大電路、檢波電路（解調(diào)電路）、視頻濾波電路、數(shù)字化處理電路和顯示器等。第22頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四掃描電路 掃描電路是一個(gè)鋸齒波發(fā)生器，它有兩路或三路輸出，一路輸出到顯示部分的水平放大器，驅(qū)動(dòng)顯示器的水平偏轉(zhuǎn)板，另一路輸出到第一本振的驅(qū)動(dòng)器，設(shè)置中心頻率和掃頻寬度。當(dāng)有預(yù)選器時(shí)，掃頻電路就把第三個(gè)輸出電壓送到預(yù)選器的驅(qū)動(dòng)器，與本振同步改變中心頻率設(shè)置。整個(gè)過(guò)程都由頻率控制CPU集中控制。第23頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四微機(jī)控制電路 頻譜分析儀是一臺(tái)多功能的測(cè)量?jī)x器，從

11、前都采用硬件控制，面板就十分擁擠，操作起來(lái)比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)的功能卻不多。采用微處理器控制后就方便多了，前面板是一個(gè)小鍵盤(pán)，操作方式計(jì)算機(jī)化，并提供很多功能為動(dòng)態(tài)定義的鍵，大大提高了操作的靈活性，操作過(guò)程大大簡(jiǎn)化。在顯示器上還可直接讀出各種測(cè)量結(jié)果、頻譜分析儀現(xiàn)在的工作狀態(tài)和誤操作警告等信息。第24頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四跟蹤信號(hào)發(fā)生器 跟蹤信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)是由本振信號(hào)和中頻信號(hào)混頻產(chǎn)生的，它和頻譜分析儀的本振信號(hào)一一對(duì)應(yīng)，同步調(diào)節(jié)。有了跟蹤信號(hào)源，頻譜分析儀就可對(duì)兩端口器件進(jìn)行標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的分析。第25頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四頻

12、譜分析儀的檢定 為確保頻譜儀能工作在要求的性能指標(biāo)狀態(tài)下，必需對(duì)其各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行定期的測(cè)試和校準(zhǔn)，必要時(shí)還要進(jìn)行調(diào)整。通常是通過(guò)對(duì)頻譜儀的檢定來(lái)完成該項(xiàng)工作的。第26頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四頻譜分析儀的檢定參數(shù)一、與頻率有關(guān)的參數(shù)（一）工作頻率范圍：（二）掃頻寬度：（三）掃頻時(shí)間：（四）掃頻速度：（五）測(cè)量時(shí)間：（六）分辨帶寬：（七）視在帶寬（八）最佳動(dòng)態(tài)分辨帶寬Bod：（九）殘余調(diào)頻：（十）視頻帶寬：（十一）譜線顯示：二、與幅度有關(guān)的參數(shù)（一）最大允許輸入電平（二）噪聲系數(shù)（三）靈敏度（四）參考電平（五）增益壓縮點(diǎn)（六）動(dòng)態(tài)范圍（七）幅度準(zhǔn)確度三、與頻率和幅度都

13、有關(guān)的參數(shù)及術(shù)語(yǔ)（一）等效噪聲帶寬BN（二）幅度頻率響應(yīng)（三）交調(diào)抑制度（四）交流聲邊帶（五）噪聲邊帶（六）剩余響應(yīng)第27頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四工作頻率范圍 頻譜分析儀能夠滿足所有規(guī)定性能的被測(cè)信號(hào)頻率范圍。工作頻率范圍小于一個(gè)倍頻程時(shí)稱為窄帶頻譜分析儀。頻譜分析儀輸入端的隔直流電容構(gòu)成高通濾波器，其截止頻率決定了頻譜分析儀工作頻率范圍的下限；而第一混頻器的頻率響應(yīng)性能，第一本振的掃頻范圍和輸入低通濾波器（或預(yù)選器）的截止頻率，決定了頻譜分析儀工作頻率范圍的上限。第28頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四掃頻寬度 掃頻寬度又稱為頻率跨度，是

14、指顯示器水平軸起止點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的頻率之差。目前掃頻寬度有兩種表示法，一種是全程（滿屏）頻率量值，一種是每格頻率量值。掃頻方式可分為零寬度掃頻、部分寬度掃頻和全頻段掃頻。全頻段掃頻是指掃描整個(gè)工作頻率范圍。有的頻譜分析儀不具備這種功能。（如掃中頻和141T等分段工作的頻譜分析儀）第29頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四掃描時(shí)間 從頻譜分析儀顯示屏水平軸最左端到最右端掃一回所需的時(shí)間。也有兩種表示方法，一種是全程（滿屏）掃描時(shí)間，一種是每格掃描時(shí)間。掃描時(shí)間主要受分辨帶寬濾波器的限制，因?yàn)檫@些中頻濾波器是需要充電和放電時(shí)間的頻帶受限電路。第30頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日

15、，4點(diǎn)59分，星期四單位時(shí)間內(nèi)的掃頻寬度，等于掃頻寬度除以掃頻時(shí)間。掃描速度第31頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四測(cè)量時(shí)間 它是掃描時(shí)間和回掃時(shí)間的總和，回掃時(shí)間除了少量的鋸齒波復(fù)位時(shí)間外，大部分是頻譜分析儀處理數(shù)據(jù)的時(shí)間。如對(duì)數(shù)據(jù)格式化、打標(biāo)記、平均、本振重新調(diào)諧等，對(duì)一臺(tái)頻譜分析儀來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)完成后回掃時(shí)間就是一個(gè)定數(shù)，故稱為“死時(shí)間”。例如頻譜分析儀快速掃描時(shí)，就要求本振能快速調(diào)諧。第32頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四分辨帶寬 帶寬是指中頻濾波器3dB或6dB帶寬，亦稱為靜態(tài)分辨帶寬。理想狀態(tài)是能做得很窄（如1Hz帶寬），且?guī)捘苓B續(xù)調(diào)節(jié)。由

16、于實(shí)際工藝水平的限制，帶寬在6Hz到3MHz之間分檔或近似連續(xù)可調(diào)。第33頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四視在帶寬 又稱為動(dòng)態(tài)分辨帶寬，它是在掃描時(shí)間相對(duì)來(lái)說(shuō)較短時(shí)，顯示屏上看到的分辨帶寬，它比靜態(tài)帶寬有一定的幅度下降和展寬。這是因?yàn)樾盘?hào)通過(guò)濾波器時(shí)有個(gè)駐留時(shí)間，掃描速度太快，信號(hào)駐留時(shí)間太短，達(dá)不到穩(wěn)定值，下一個(gè)信號(hào)又來(lái)了，因而幅度下降帶寬展寬。顯示幅度A與輸入信號(hào)的幅度Ai之比為：視在帶寬Bd與靜態(tài)帶寬Bs之比為：第34頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四最佳動(dòng)態(tài)分辨帶寬Bod掃頻寬度和掃描時(shí)間組合下的最小動(dòng)態(tài)分辨帶寬。第35頁(yè)，共76頁(yè)，202

17、2年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四殘余調(diào)頻 表示頻譜分析儀本振（主要是第一本振）的短期頻率不穩(wěn)定性，一般指規(guī)定的測(cè)試帶寬，在某規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)頻率抖動(dòng)的峰值或峰峰值。它引起譜線晃動(dòng)，降低了實(shí)際的頻率分辨力。第36頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四視頻帶寬 中頻檢波器后的低通濾波器稱為視頻濾波器，其帶寬可選擇，可對(duì)噪聲起平滑作用，易于在噪聲中檢測(cè)微弱信號(hào)，不影響頻譜分析儀的分辨能力，但選擇的帶寬過(guò)窄，將增加掃描時(shí)間。第37頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四譜線顯示當(dāng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分辨力帶寬小于各個(gè)頻率分量之間的間距時(shí)，在頻譜分析儀上所產(chǎn)生的幅度顯示。也稱為

18、辨別頻率成份的能力。第38頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四最大允許輸入電平 防止頻譜分析儀前端電路燒毀的最大允許輸入信號(hào)電平。可以指混頻器前輸入衰減器最大允許承受功率，也可以指第一混頻器在輸入衰減器為規(guī)定衰減值時(shí)允許的最大輸入電平。當(dāng)被測(cè)信號(hào)為連續(xù)波或窄帶信號(hào)時(shí)，一般以功率（如dBm）給出。當(dāng)被測(cè)信號(hào)為脈沖或?qū)拵盘?hào)時(shí)，一般以最大譜密度（mW/MHz）或脈沖能量(W/s)給出。第39頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四噪聲系數(shù)頻譜分析儀內(nèi)部產(chǎn)生的附加噪聲折合到輸入端后與輸入端本身熱噪聲之比，一般以dB為單位給出。第40頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月2

19、0日，4點(diǎn)59分，星期四靈敏度在給定分辨帶寬、顯示方式和其他影響因素的條件下，頻譜分析儀顯示最小信號(hào)電平的能力。用相對(duì)于毫瓦的分貝數(shù)（dBm）表示。第41頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四參考電平顯示屏上代表規(guī)定電平的指定垂直位置。一般都是指定顯示屏的最上一根刻度線，該電平可以用dBm、V或其它合適的單位表示。有的頻譜分析儀稱為中頻增益。第42頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四增益壓縮點(diǎn)顯示屏上垂直顯示刻度線性誤差低于所規(guī)定的誤差時(shí)的最大輸入電平。最常用的是1dB增益壓縮點(diǎn)。在實(shí)際測(cè)量中，混頻器壓縮電平是指輸入到混頻器的總功率電平，隨著混頻器電平的增

20、加，有相當(dāng)一部分能量轉(zhuǎn)換成失真分量，這時(shí)，混頻器被看成是處于壓縮狀態(tài)。如圖所示。最常用的評(píng)估方法是將輸出經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的正弦信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)輸入到頻譜分析儀的輸入端，調(diào)節(jié)信號(hào)電平，頻譜分析儀顯示的幅度比預(yù)期信號(hào)電平低1dB時(shí)的源信號(hào)電平為1dB增益壓縮點(diǎn)。第43頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四動(dòng)態(tài)范圍能以規(guī)定的準(zhǔn)確度測(cè)量輸入的兩個(gè)信號(hào)電平之間的最大差值。1、測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍：是指頻譜分析儀能夠測(cè)量到最大信號(hào)與最小信號(hào)之比。2、顯示動(dòng)態(tài)范圍：相關(guān)的兩個(gè)非諧波關(guān)系的正弦信號(hào)電平之間的最大差值。3、最佳動(dòng)態(tài)范圍第44頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四幅度準(zhǔn)確度頻譜

21、分析儀測(cè)量信號(hào)幅度的準(zhǔn)確度。幅度測(cè)量的誤差源很多，包括校準(zhǔn)信號(hào)源、參考電平、刻度保真度、噪聲和失真的影響、分辨帶寬轉(zhuǎn)換等，對(duì)于不同頻率還有頻率響應(yīng)，當(dāng)頻譜顯示不回到顯示屏中心位置時(shí)還有顯示平滑性。顯示平滑性是在一個(gè)給定的頻率間距上，顯示幅度的不希望的變化。第45頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四等效噪聲帶寬BN噪聲帶寬與噪聲譜的類型密切相關(guān)。白噪聲的功率譜密度是均勻的，故白噪聲的帶寬就是無(wú)限寬。當(dāng)白噪聲通過(guò)一個(gè)選擇性網(wǎng)絡(luò)，其功率譜就不均勻了，其等效噪聲帶寬與選擇性網(wǎng)絡(luò)的3dB帶寬和形狀因子有關(guān)，其計(jì)算是很復(fù)雜的。我們總是用近似等效的方法計(jì)算。把不均勻的噪聲功率譜等效為在一

22、定帶寬內(nèi)的均勻功率譜，這個(gè)帶寬應(yīng)是矩形的。第46頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四幅度頻率響應(yīng)在整個(gè)工作頻率范圍內(nèi)，當(dāng)頻率調(diào)整到顯示屏的中心位置時(shí)，對(duì)被測(cè)不同頻率信號(hào)的幅度的均勻性。即當(dāng)被測(cè)信號(hào)幅度一樣，頻率不同時(shí)，頻譜分析儀顯示的測(cè)量幅度的一致性。頻譜分析儀在中放電路中裝有頻率響應(yīng)補(bǔ)償電路，在整個(gè)頻率范圍內(nèi)，設(shè)若干個(gè)頻率響應(yīng)校正點(diǎn)，使幅頻特性更趨均勻。第47頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四交調(diào)抑制度現(xiàn)代頻譜分析儀幾乎都采用二極管混頻器，它是非線性器件，工作在理想二極管方程狀態(tài)下，當(dāng)加到混頻器上的兩個(gè)或多個(gè)具有不同頻率的信號(hào)電平大到一定程度時(shí)，就會(huì)

23、出現(xiàn)失真，一部分是諧波失真，另一部分是信號(hào)頻率的組合，第48頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四交流聲邊帶是頻譜分析儀的供電電源頻率及諧波、電源開(kāi)關(guān)頻率等濾波不凈產(chǎn)生的不希望有的響應(yīng)。它與固定頻率和有用響應(yīng)是可分開(kāi)的。第49頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四噪聲邊帶在顯示屏上圍繞信號(hào)響應(yīng)出現(xiàn)的不希望有的響應(yīng)。它是頻譜分析儀內(nèi)部噪聲引起， 是以偏離有用響應(yīng)規(guī)定的頻率間距的響應(yīng)的幅度與有用響應(yīng)幅度之比值給出的，與有用響應(yīng)的頻率間距越小，比值也越小。以dBc為單位。第50頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四剩余響應(yīng)無(wú)輸入信號(hào)時(shí)的寄生效應(yīng)。

24、由頻譜分析儀本身產(chǎn)生，是機(jī)內(nèi)各本振、放大器及連接電纜屏蔽不良，在顯示屏上出現(xiàn)的不需要的顯示。主要頻率成份可能是參考基準(zhǔn)頻率及諧波、本振頻率和零標(biāo)志附近頻率的基波及諧波。第51頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四頻譜分析儀的檢定方法一、.頻率準(zhǔn)確度測(cè)試。二、掃頻寬度測(cè)試。三、中頻帶寬測(cè)試。四、中頻帶寬轉(zhuǎn)換的幅度偏差測(cè)試。五、中頻增益（參考電平）測(cè)試。六、頻響測(cè)試。七、顯示刻度測(cè)試。八、衰減器測(cè)試。九、剩余調(diào)頻測(cè)試。十、平均噪聲電平測(cè)試。十一、剩余響應(yīng)的測(cè)試。十二、頻譜分析儀自備校準(zhǔn)源的測(cè)試。十三、噪聲邊帶的測(cè)試。十四、諧波失真測(cè)試。十五、掃描時(shí)間測(cè)試。十六、交調(diào)失真測(cè)試。十七

25、、增益壓縮測(cè)試。第52頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四頻率準(zhǔn)確度測(cè)試 頻率準(zhǔn)確度是衡量頻譜分析儀調(diào)諧頻率準(zhǔn)確度的參數(shù)。頻譜分析儀中心頻率的準(zhǔn)確度是與掃頻寬度、分辨帶寬密切相關(guān)的，中心頻率的誤差都是在特定的掃頻寬度和分辨帶寬下測(cè)得的。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源被檢頻譜分析儀頻率計(jì)功分器第53頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四掃頻寬度測(cè)試該項(xiàng)是用來(lái)測(cè)試掃頻電壓線性特性的參數(shù)。掃頻寬度的測(cè)量誤差用下式計(jì)算：第54頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四中頻帶寬測(cè)試 通常有兩種做法：一是將頻譜分析儀掃寬設(shè)定為零，在中心頻率上調(diào)諧，使其工作于接收機(jī)狀態(tài)，并使

26、顯示幅度達(dá)最大值，然后增加輸入信號(hào)的頻率，在幅度下降至指定幅度值時(shí)，記下這時(shí)的信號(hào)頻率,然后降低輸入信號(hào)的頻率，當(dāng)信號(hào)的幅度上升后又下降至指定幅度時(shí)，記錄這時(shí)的信號(hào)頻率。則中頻帶寬的測(cè)試值即為。通常這種方法要求頻譜分析儀及信號(hào)源的頻率穩(wěn)定性好，要求在測(cè)量過(guò)程中的頻率漂移遠(yuǎn)小于中頻帶寬，這種方法常用來(lái)測(cè)試較寬的中頻帶寬；另一種方法是利用中頻濾波器幅頻特性曲線來(lái)直接測(cè)量：當(dāng)掃頻寬度和中頻帶寬配合適當(dāng)時(shí)，頻譜分析儀上可得到中頻濾波器幅頻響應(yīng)特性曲線，只要直接測(cè)量指定的幅度點(diǎn)的帶寬即可，它對(duì)頻率的穩(wěn)定性要求不高。采用這種方法還可以很方便地得到中頻帶寬的形狀系數(shù)。第55頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20

27、日，4點(diǎn)59分，星期四中頻帶寬轉(zhuǎn)換的幅度偏差測(cè)試用于測(cè)試中頻帶寬的改變對(duì)信號(hào)幅度的影響，測(cè)試窄中頻帶寬時(shí)，要求信號(hào)源頻率的穩(wěn)定性較好，頻率漂移遠(yuǎn)小于中頻帶寬值。標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源頻譜分析儀標(biāo)準(zhǔn)衰減器10dB隔離衰減器10dB隔離衰減器第56頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四中頻增益（參考電平）測(cè)試 設(shè)定頻譜分析儀的中頻增益（參考電平）于指定值，同時(shí)使信號(hào)輸入幅度與參考電平保持一致或有一個(gè)恒定的差值，這樣就可以測(cè)定中頻放大器的增益誤差。為減小掃頻寬度對(duì)幅度的影響，通常在掃頻寬度為零的狀態(tài)下測(cè)試，信號(hào)源和頻譜分析儀使用同一個(gè)頻率參考源。第57頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)

28、59分，星期四頻響測(cè)試在指定的中頻帶寬、掃頻寬度、掃描時(shí)間等狀態(tài)下，測(cè)試頻譜分析儀在不同頻率點(diǎn)上對(duì)恒定幅度信號(hào)的幅度響應(yīng)的均勻性特性。第58頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四顯示刻度測(cè)試測(cè)試頻譜分析儀顯示刻度線性度。第59頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四衰減器測(cè)試測(cè)量頻譜分析儀輸入衰減器的衰減值。第60頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四剩余調(diào)頻測(cè)試 向頻譜分析儀輸入一個(gè)頻率穩(wěn)定的信號(hào)，使信號(hào)失諧于調(diào)諧頻率，頻率的抖動(dòng)就會(huì)從信號(hào)的幅度上體現(xiàn)出來(lái)。根據(jù)幅度的改變值和濾波器的失諧率經(jīng)計(jì)算就可得剩余調(diào)頻值。第61頁(yè)，共76頁(yè)，2022

29、年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四平均噪聲電平測(cè)試有的稱為靈敏度測(cè)試。在被檢頻譜分析儀的輸入端接等于輸入阻抗的等效負(fù)載阻抗。在頻譜分析儀規(guī)定的中頻帶寬下，測(cè)試顯示信號(hào)的底部平均噪聲電平值。被檢頻譜分析儀技術(shù)指標(biāo)有要求時(shí)，將其換算到另外的帶寬上。第62頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四剩余響應(yīng)的測(cè)試在沒(méi)有信號(hào)輸入的情況下，在輸入端接等于輸入阻抗的等效負(fù)載阻抗，用光標(biāo)測(cè)量各種雜波信號(hào)的幅度和頻率。一般要求其幅度小于-90dBm。第63頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四頻譜分析儀自備校準(zhǔn)源的測(cè)試用功率計(jì)和頻率計(jì)分別測(cè)量校準(zhǔn)源的頻率和幅度。第64頁(yè)，共76頁(yè)

30、，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四噪聲邊帶的測(cè)試在指定的中頻帶寬下，測(cè)量偏離中心頻率一定量值處的信號(hào)幅度。第65頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四諧波失真測(cè)試輸入頻譜分析儀一個(gè)無(wú)失真的信號(hào)，增大加到混頻器上信號(hào)幅度到被檢頻譜分析儀說(shuō)明書(shū)上規(guī)定的電平值，測(cè)量顯示的諧波幅度與信號(hào)幅度之差，以dBc為單位。第66頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四掃描時(shí)間測(cè)試用頻譜分析儀測(cè)量調(diào)幅波，調(diào)幅度大于50%，當(dāng)掃頻寬度為零時(shí)，顯示為解調(diào)信號(hào)的波形；根據(jù)掃描時(shí)間標(biāo)稱值，選擇調(diào)制信號(hào)頻率。第67頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四交調(diào)失真測(cè)

31、試交調(diào)失真測(cè)試的原理框圖如圖15-3-11，兩個(gè)幅度相同頻率相近的信號(hào)f1和f2，經(jīng)過(guò)功率混合器同時(shí)輸入到頻譜分析儀上，測(cè)量頻率為2f1-f2和2f2-f1的新信號(hào)的幅度與原信號(hào)幅度之差，即為三階交調(diào)失真。第68頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四增益壓縮測(cè)試調(diào)節(jié)信號(hào)源輸出電平，使譜線最大值低顯示屏最大格12格。然后，同時(shí)增加信號(hào)源輸出電平和頻譜分析儀的參考電平，當(dāng)譜線比預(yù)期的幅度低1dB時(shí)，信號(hào)源輸出電平在功率計(jì)上讀數(shù)為P0值。1dB增益壓縮用下式計(jì)算。 PG=P0-A，A被檢頻譜分析儀輸入衰減器的量值。第69頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四頻譜分

32、析儀檢定裝置進(jìn)行與頻率相關(guān)的檢定項(xiàng)目時(shí)，選擇通路1。如中心頻率、掃頻寬度及中頻帶寬等項(xiàng)目的檢定；檢定幅度頻率響應(yīng)等項(xiàng)目時(shí)，選擇通路2；檢定與電平幅度變化相關(guān)的檢定項(xiàng)目時(shí)，選擇通路3；如顯示刻度、參考電平及輸入衰減器等項(xiàng)目的檢定；檢定諧波失真等檢定項(xiàng)目時(shí)，選擇通路4；檢定交調(diào)失真、增益壓縮等檢定項(xiàng)目時(shí)，選擇通路5；在頻譜分析儀的輸入信號(hào)變化較大時(shí)，可使用通路6，如剩余調(diào)頻掃描時(shí)間等項(xiàng)目的檢定。第70頁(yè)，共76頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)59分，星期四頻譜分析儀檢定裝置的主要組成設(shè)備(一)標(biāo)準(zhǔn)器具1功率計(jì)。功率計(jì)是該系統(tǒng)的電平測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)信號(hào)幅度進(jìn)行定標(biāo)。主要技術(shù)指標(biāo)： 頻率范圍：30kHz26.5GHz； 電平范圍：-70dBm+10dBm; 允許誤差限：0.02dB；(0dBm-20dBm時(shí))2頻率計(jì)。檢定與頻率有關(guān)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)信號(hào)的頻率定標(biāo)。主要技術(shù)指標(biāo)： 頻率范圍：DC26.5GHz；允許誤差限：10-9；3