频谱仪的工作原理

频谱分析仪是微波测量中必不可少的测量仪器之一,它能对信号的谐波分量、寄生、交调、噪声边带等进行很直观的测量和分析,因此,广泛应用于微波通信网络、雷达、电子对抗、空间技术、卫星地面站、EMC测试等领域 。
微波频谱仪的基本工作原理是为了能动态地观察被测信号的频谱,现代频谱仪大多采用扫频超外差式接收方案,利用扫频第一本振的方法,被测信号经混频后得到固定的中频信号,经不同带宽滤波器后,就能观察到频差较小的两个信号 。在宽带外差式频谱仪设计中,为消除镜像和多重响应等干扰,常采用两种方案:第一种是采用预选器;第二种是采用上变频 。由于预选器频率受下限限制,宽带频谱仪总是被划分成高、低两个波段 。低波段采用高中频的方案,它只要一个固定的低通滤波器而不是可调的低通或带通就可以对镜像进行抑制 。高波段采用预选器对输入信号进行预选,有效地抑制镜像 。
如何使用低频频谱仪测量电磁场低频时,双轨迹模拟与数字示波器为目前信号时域的主要量测设备,模拟示波器可量测的输入信号频率可达100 MHz,数字示波器有100 MHz与400(或500) MHz等多种 。屏幕上显示信号的意义为横轴代表时间,纵轴代表信号电压的振幅,用示波器量测可得到信号时间的相位及信号与时间的关系,但无法获知信号失真的数据,亦即无法获知信号谐波分量的分布情况,同时量测微波领域(如UHF以上的频带)信号时,基于设备电子组件功能的限制、输入端杂散电容等因素,量测的结果无可避免地将产生信号失真及衰减,为解决量测高频信号上述的问题,频谱分析仪为一适当而必备的量测仪器,频谱分析仪的主要功能是量测信号的频率响应,横轴代表频率,纵轴代表信号功率或电压的数值,可用线性或对数刻度显示量测的结果 。另外它的信号追踪产生器 (Tracking Generator)可直接量测待测件(DUT;Device Under Test)的频率响应特性,但它只能量测振幅无法量测相位 。就高频信号领域观之,频谱分析仪是电子工程技术人员不可或缺的设备,对频谱分析仪工作原理的了解将有助于信号量测系统的建立及充分扩展其应用范畴 。频谱分析仪的应用领域相当广泛,诸如卫星接收系统、无线电通信系统、行动电话系统基地台辐射场强的量测、电磁干扰等高频信号的侦测与分析,同时也是研究信号成份、信号失真度、信号衰减量、电子组件增益等特性的主要仪器 。
频谱分析仪有什么用?频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器,用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量,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仪器 。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 。现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果,能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号 。仪器内部若采用数字电路和微处理器,具有存储和运算功能;配置标准接口,就容易构成自动测试系统 。
产品分类:
频谱分析仪分为实时分析式和扫频式两类 。前者能在被测信号发生的实际时间内取得所需要的全部频谱信息并进行分析和显示分析结果;后者需通过多次取样过程来完成重复信息分析 。实时式频谱分析仪主要用于非重复性、持续期很短的信号分析 。非实时式频谱分析仪主要用于从声频直到亚毫米波段的某一段连续射频信号和周期信号的分析 。
工作原理:
【频谱仪的工作原理】频谱分析仪架构犹如时域用途的示波器,面板上布建许多功能控制按键,作为系统功能之调整与控制,实时频谱分析仪(Real-Time Spectrum Analyzer)与扫瞄调谐频谱分析仪(Sweep-Tuned Spectrum Analyzer) 。实时频率分析仪的功能为在同一瞬间显示频域的信号振幅,其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器(Detector),再经由同步的多任务扫瞄器将信号传送到CRT 屏幕上,其优点是能显示周期性杂散波(PeriodicRandom Waves)的瞬间反应,其缺点是价昂且性能受限于频宽范围、滤波器的数目与最大的多任务交换时间 。
北京百万电子科技中心是一家大型仪器仪表生产及销售商,经营领域主要包括:气体检测仪、金属探测仪、环保设备、医疗保健、实验室仪器、化工仪器设备、农业仪器、机电设备、消防安防器材、电力通讯设备等几乎囊括所有行业 。公司产品频谱分析仪采用8MHz测量带宽,实时高速DSP数字处理技术,30Hz~8MHz的数字中频带宽分析,实时频谱仪可快速一次无缝截获和存储一段RF载波信号,再对截获信号进行实时分析和计算,具有在时间相关的频域、时域、相位域、调制域的同步分析功能 。