频谱分析仪---工程师的射频万用表
频谱分析仪---工程师的射频万用表
频谱分析仪：测量结果直观、准确的新技术，频谱分析仪可测量： 自激信号、电磁兼容、滤波器、震荡器、混频器；频谱分析仪是一台综合性仪器，广泛应用于微波通讯、雷达、导航、电子对抗、空间技术、卫星地面站、频率管理、信号监测、EMI诊断、EMC测量等方面，做各种信号监测、频谱分析使用。本文重点介绍频谱分析仪测试中常见问题.
图1
频谱分析仪的特点描述信号的途径是频域表象(就是给出信号幅度随频率变化的关系)。频谱分析仪的选频电路能在所考察的整个频率范围内测量出信号的幅度，因此，频谱分析仪器属于频域表象方式。窄带频域测量较之时域测量具有更高的灵敏度。由于测量带宽几乎可以任意压缩，故频谱分析仪能大大减少测量中的噪声数量。此外，窄带测量还能除去某些频率上的强干扰信号。频谱分析仪能同时显示复合信号的各个频率的量值(但不反映相位测量)。
1、 测量放大器的自激
图2
放大器是各种电子设备不可缺少的部件。它如有激励信号产生，会给电子设备带来很大、甚至无法工作的影响。频谱仪可以快速、直观地检查出放大器的信号。
放大器的输入端不加信号，对地接一个负载，输出端接频谱分析仪，把频谱分析仪的输入灵敏度调高一些，使显示器上有一片噪声。当放大器有自激信号时，噪声上会出现一个信号。根据测量结果分析产生的原因，可以很直观地发现问题，以便解决问题。
2、 利用分辨率带宽分辨等幅信号
如果用一个宽带滤波器对两个频率相近的等幅信号进行分析，只能看见一个信号，所以中频滤波器的带宽决定了信号的分辨率。测量时，中频滤波器的选择是由分辨率带宽决定的，而分辨率带宽又取决于中频滤波器的3dB带宽，这个3dB带宽就是频谱分析仪所能区分的两个等幅信号的最小频差，如图4。减少分辨率
带宽能更好地区分两个信号，随着分辨率带宽的减少，信号的分辨率提高，扫描时间延长。为了加快测量速度，应尽可能地使用大的分辨率带宽。图4
3、 频谱分析仪在电磁兼容中的应用
电磁干扰(EMI)是人们不希望有的信号，严重时破坏设备的正常工作。人们在实践中总结了电磁干扰的原因：(a)产生电磁波的源；(b）传导电磁波的媒介；(c)对电磁波敏感的接收器。无线电及电子产品要严格控制辐射源。而频谱分析仪频率范围宽，灵敏度高，是测量辐射源的理想仪器。现在则推出用EMC预选器加频谱分析仪组成的系统，代替标准接收机，都可以一机多用。为了进一步提高灵敏度，前面可加前置放大器，也可配计算机，组成自动测试系统。传感器(包括各种接收天线、近场探头及电源阻抗稳定网络被测设备进行辐射或传导干扰的测试，测试环境可以是开阔场、屏蔽室、混响、屏蔽暗室等。
4、 频谱分析仪准确测量滤波器
滤波器在实际测试过程中经常采用以对数幅度方式表示的传输响应。最常测量的滤波器特性是插入损耗和带宽。另一个常用的测量参数是带外抑制，通过这种方式，可以确定滤波器如何理想地让其带宽内的信号通过，而同时抑制处于带宽之外的信号。在进行插入损耗测试时，需要考虑的是校准路径，采用不同的连接匹配方式，将会得到不同的测试结果。在进行阻带抑制测试时，测试系统的动态范围和所采用的分辨率带宽通常决定了评估这一特性的能力。另一类滤波器在禁带和通带内均成良好匹配，因而能在很宽的频率范围提供良好匹配。为了准确地获得测量结果，连接校准方式必须充分考虑。
图5
3 总结：
频谱分析仪是对无线电信号进行测量的必备手段，是从事电子产品研发、生产、
检验的常用工具。因此，应用十分广泛，国睿安泰信GA4063频谱分析仪被称为工程师的射频万用表。