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淺析頻譜分析儀原理及使用方法
更新時(shí)間:2018-01-29   點(diǎn)擊次數(shù):1016次
   淺析頻譜分析儀原理及使用方法
  對(duì)于電磁干擾題目的分析而言,頻譜分析儀是比示波器更有用的儀器,用頻譜分析儀可以直接顯示出信號(hào)的各個(gè)頻譜分量。
  1.1 頻譜分析儀的原理
  頻譜分析儀是一臺(tái)在一定頻率范圍內(nèi)掃描接收的接收機(jī),它的原理圖如圖1所示。
  頻譜分析儀采用頻率掃描超外差的工作方式。混頻器將天線上接收到的輸進(jìn)信號(hào)與本振產(chǎn)生的信號(hào)混頻,當(dāng)混頻的頻率即是中頻時(shí),這個(gè)信號(hào)可以通過(guò)中頻放大器,被放大后,進(jìn)行峰值檢波。檢波后的信號(hào)被視頻放大器進(jìn)行放大,然后顯示出來(lái)。由于本振電路的振蕩頻率隨著時(shí)間變化,因此頻譜分析儀在不同的時(shí)間輸出的頻率是不同的。當(dāng)本振蕩器的頻率隨著時(shí)間進(jìn)行掃描時(shí),屏幕上就顯示出了被測(cè)信號(hào)在不同頻率上的幅度,將不同頻率上信號(hào)的幅度記錄下來(lái),就得到了被測(cè)信號(hào)的頻譜。根據(jù)這個(gè)頻譜,就能夠知道被測(cè)設(shè)備是否有超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的干擾發(fā)射,或產(chǎn)生干擾的信號(hào)頻率是多少。
  1.2 頻譜儀的使用方法
  要獲得正確的丈量結(jié)果,必須正確地操縱頻譜分析儀。本節(jié)簡(jiǎn)單先容頻譜分析儀的使用方法。正確使用頻譜分析儀的關(guān)鍵是正確設(shè)置頻譜分析儀的各個(gè)參數(shù)。下面解釋頻譜分析儀中主要參數(shù)的意義和設(shè)置方法。
  (1)頻率掃描范圍
  規(guī)定了頻譜分析儀掃描頻率的上限和下限。通過(guò)調(diào)整掃描頻率范圍,可以對(duì)感愛(ài)好的頻率進(jìn)行細(xì)致的觀察。在頻率分辨率一定的情況下,掃描頻率范圍越寬,則掃描一遍所需要時(shí)間越長(zhǎng),頻譜上各點(diǎn)的丈量精度越低,因此,在可能的情況下,盡量使用較小的頻率范圍。在設(shè)置這個(gè)參數(shù)時(shí),可以通過(guò)設(shè)置掃描開(kāi)始頻率和終止頻率來(lái)確定,例如:startfrequency=l MHz,stop frequency=ll MHz。也可以通過(guò)設(shè)置掃描中心頻率和頻率范圍來(lái)確定,例如:center frequency=6 MHz,span=10 MHz。這兩種設(shè)置的結(jié)果是一樣的。
  (2)中頻分辨帶寬
  規(guī)定了頻譜分析儀的中頻帶寬,這項(xiàng)指標(biāo)決定了儀器的選擇性和掃描時(shí)間。調(diào)整分辨帶寬可以達(dá)到兩個(gè)目的,一個(gè)是進(jìn)步儀器的選擇性,以便對(duì)頻率相距很近的兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行區(qū)別。另一個(gè)目的是進(jìn)步儀器的靈敏度。由于任何電路都有熱噪聲,這些噪聲會(huì)將微弱信號(hào)沉沒(méi),而使儀器無(wú)法觀察微弱信號(hào)。噪聲的幅度與儀器的通頻帶寬成正比,帶寬越寬,則噪聲越大。因此減小儀器的分辨帶寬可以減小儀器本身的噪聲,從而增強(qiáng)對(duì)微弱信號(hào)的檢測(cè)能力。
  分辨帶寬一般以3 dB(或者6 dB)帶寬來(lái)表示。當(dāng)分辨帶寬變化時(shí),屏幕上顯示的信號(hào)幅度可能會(huì)發(fā)生變化。若丈量信號(hào)的帶寬大于通頻帶帶寬,則當(dāng)帶寬增加時(shí),由于通過(guò)中頻放大器的信號(hào)總能量增加,顯示幅度會(huì)有所增加。若丈量信號(hào)的帶寬小于通頻帶寬,如對(duì)于單根譜線的信號(hào),則不管分辨帶寬怎樣變化,顯示信號(hào)的幅度都不會(huì)發(fā)生變化。信號(hào)帶寬超過(guò)中頻帶寬的信號(hào)稱為寬帶信號(hào),信號(hào)帶寬小于中頻帶寬的信號(hào)稱為窄帶信號(hào)。根據(jù)信號(hào)是寬帶信號(hào)還是窄帶信號(hào)能夠有效地鑒別干擾源。
  (3)掃描時(shí)間
  儀器接收的信號(hào)從掃描頻率范圍的zui低端掃描到zui所使用的時(shí)間叫做掃描時(shí)間。掃描時(shí)間與掃描頻率范圍是相匹配的。假如掃描時(shí)間過(guò)短,頻譜儀的中頻濾波器不能夠充分響應(yīng),結(jié)果幅度和頻率的顯示值變?yōu)椴徽_。
  (4)視頻帶寬
  視頻帶寬至少與分辨帶寬相同,為分辨帶寬的3至5倍。視頻帶寬反映的是丈量接收機(jī)中位于包絡(luò)檢波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間的視頻放大器的帶寬。改變視頻帶寬的設(shè)置,可以減小噪聲峰一峰值的變化量,進(jìn)步較低信噪比信號(hào)丈量的分辨率和復(fù)現(xiàn)率,易于發(fā)現(xiàn)隱躲在噪聲中的小信號(hào)。
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