頻譜分析儀應用解惑,讓您更了解分辨率帶寬

　　對射頻工程師來說，在其產品生命周期的各個階段，都會用到一種基本而又不可或缺的測量工具：頻譜分析儀或信號分析儀。儀器的關鍵指標，比如性能、精度和速度等，可協助射頻工程師提升設計質量，并有助于提高測試效率和產品質量。

　　“信號分析儀”通常是指具有以下特征的儀器：采用頻譜分析儀架構和全數字中頻(IF)區段， 以復雜矢量方式處理信號，實現數字調制分析與時間捕獲等多域操作。

　　分辨率帶寬是一項基本的分析參數。在以分離重要頻譜分量和設置本底噪聲為目標時，分辨率帶寬所扮演的角色便更加重要。它能夠讓您更輕松地從分析儀或 DUT 引發的噪聲 中，識別出所需的信號。

　　在執行要求苛刻的測量時，頻譜分析儀必須精確，并且要有測量速度與高動態范圍的恰當 配合。在大多數情況下，如果過于偏重一面，就會對另一面造成影響。采用或窄或寬的分辨率帶寬就是一項重要取舍。

　　測量低電平信號時，較窄的設置較為有利：可以降低頻譜分析儀的顯示平均噪聲電平(DANL)，從而增大動態范圍和提高測量靈敏度。

　　在圖 1 中可看到，將分辨率帶寬從 100 kHz 更改為 10 kHz，便能夠對明顯的 –103 dBm 信號進行更準確的測量：分辨率帶寬 減少 10 倍可使 DANL 提升 10 dB。

　　圖 1. 將分辨率帶寬從 100 kHz 降到 10 kHz可提升 DANL，并可更輕松看到所需信號

　　當然，較窄的設置不會永遠都是最理想的選擇。對于調制信號，必須將分辨率帶寬設置得足夠寬，使其能夠包含邊帶。除非進行集成式頻段功率測量(例如合并多個測量點以涵蓋整個信號帶寬)，否則就會使功率的測量結果不夠準確。通常，對排列緊密的寬帶數字調制信號來說，這種測量方法 — 把使用窄分辨率帶寬測得的多個測量點功率綜合起來最為實用。

　　窄帶寬設置有一個重要的缺點：掃描速度慢。

　　掃描速率通常與分辨率帶寬的平方成正比，因此相 較于較窄的設置，較寬的設置可以大幅加快掃描整個頻率掃寬的速度。圖2和圖3比較了分別使用10kHz和3kHz的分辨率帶寬，測量200MHz掃寬的掃描時間。

　　圖 2. 以 10 kHz 分辨率帶寬進行測量，所用的掃描時間為 2.41 秒

　　圖 3. 將分辨率帶寬降到 3 kHz 時，掃描時間增加到 26.8 秒，比上圖慢了約 10 倍

　　了解選擇分辨率帶寬的基本取舍可幫助您調整相關設置，把重點放在最重要的測量參數上。取舍不當的問題雖然難以完全消除，但現今的信號分析儀可以幫您減少甚至避免。

　　現在的分析儀可利用快速傅立葉變換(FFT)、數字分辨率帶寬過濾以及掃描速度效應修正等數 字信號處理，確保準確的測量結果;即使在使用窄分辨率帶寬時也不例外。以“快速掃描”為例，該功能可將窄帶寬測試的掃描速率提高 50 倍。

　　信號分析儀可在中心頻率/掃寬/RBW 自動耦合時，自動執行這些改善措施。用戶還可以對速度和精度等特定的優先級進行手動優化，對相關設置執行進一步微調。

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