如何使用是德頻譜分析儀進行噪聲的頻譜分析?

使用是德頻譜分析儀進行噪聲的頻譜分析，主要關注顯示平均噪聲電平（DANL）及如何準確測量低電平信號。噪聲主要由頻譜分析儀內部電路元件的隨機電子運動產生，經多級增益放大后顯示在屏幕上。DANL反映了頻譜分析儀自身的底噪，是測量低電平信號能力的最終限制。

進行噪聲測量時，一個50歐姆的端子連接在頻譜分析儀輸入端，防止外部信號干擾。此時，顯示器上指示的噪聲電平即為DANL，低于此電平的信號將被噪聲掩蓋。然而，DANL并非輸入端的實際噪聲電平，而是有效噪聲電平，它包括了輸入衰減器、混頻器等元件的損耗。

輸入衰減器雖然不影響系統實際產生的噪聲，但會衰減輸入信號，從而降低信噪比，影響分析儀顯示低電平信號的能力。現代頻譜分析儀通過內部微處理器改變中頻增益，以補償輸入衰減器的變化，使信號在顯示器上的位置保持不變，僅噪聲電平上下移動。

分辨率帶寬同樣影響信噪比和靈敏度。噪聲是隨機的，且在寬頻率范圍內保持恒定幅度。分辨率帶寬濾波器位于第一增益級之后，通過濾波器的總噪聲功率由濾波器帶寬決定。因此，減小分辨率帶寬可以提高信噪比，對于窄帶信號尤為重要。

視頻濾波器可用來降低帶有噪聲的信號的幅度波動，同時不影響恒定信號的幅度，有助于辨識低電平信號。但它并不影響平均噪聲電平，因此不改變分析儀的靈敏度。

為了獲得最佳靈敏度和信噪比，應選擇最小的分辨率帶寬和輸入衰減。此外，設置最小的視頻帶寬便于觀察接近噪聲電平的信號。但需注意，選擇窄的分辨率帶寬和視頻帶寬會延長掃描時間。

本底噪聲擴展（NFE）技術通過信號處理和其他技術創新，對信號分析儀中的噪聲功率進行建模，并將其從測量結果中刪除，從而降低有效噪聲電平。這在高性能X系列信號分析儀中尤為重要，顯著改善了動態范圍。

在測量過程中，還需考慮顯示標度（對數或線性）對噪聲測量的影響。對數放大器增益隨信號幅度變化，導致噪聲分布扭曲，平均值降低。因此，在對數模式下測量噪聲時，需進行相應修正。

現代頻譜分析儀通常配備噪聲游標功能，可自動計算并顯示歸一化至1 Hz噪聲-功率帶寬的噪聲電平，極大簡化了測量過程。此外，信道功率功能可計算指定帶寬內的總信號功率，便于評估通信信道內的噪聲水平。

對于低電平噪聲信號測量，前置放大器可提高靈敏度。但需重新計算分析儀的靈敏度，考慮噪聲信號被顯示時降低的2.5 dB因子。加入前置放大器后，系統噪聲系數和靈敏度得到改善，但需根據具體設備調整測量策略。