频谱仪及其在高频实验中的的应用.ppt
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1、Spectrum Analyzer 频谱仪,频谱仪基本原理和指标 频谱仪功能介绍 频谱仪应用介绍 About DSA815扫频式频谱仪,About Fourier,Fourier theory tells us any time-domain electrical phenomenon is made up of one or more sine waves of appropriate frequency, amplitude, and phase. 傅立叶理论告诉我们,时域中的任何电信号都可以由一个或多个具有适当频率、幅度和相位的正弦波叠加而成。 If the signal that we
2、 wish to analyze is periodic, as in our case here, Fourier says that the constituent sine waves are separated in the frequency domain by 1/T, where T is the period of the signal. 如果我们要分析的信号是周期信号,傅立叶理论指出,所包含的正弦波的频域间隔是1/T,其中T是信号的周期。,信号分析的两种手段,示波器,频谱仪,时域分析: 信号周期 相位分析 边沿测试 峰值电压 多信号比对,频域分析: 信号频率 谐波分量 信号功
3、率 寄生、交调 信号边带,信号分析的两种手段,示波器,频谱仪,频谱分析仪VS示波器 更高的灵敏度:1mV VS 0.01uV 对于信号失真更容易测试 更高的动态范围(同时能测的最大、最小信号) 更宽的测量频率范围,频谱仪基本原理和指标,目录,目录,内容,频谱仪基础知识,内容,频谱仪基础知识,频谱的基本概念,频域 描述信号在频率方面特性时用到的一种坐标系,频谱的基本概念,频谱 频率的分布曲线,复杂振荡分解为振幅不同和频率不同的谐振荡,这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫做频谱。,Tips: 从频谱上可以直接获取的信息: 1.信号包含的频率成份; 2.信号各频率成份的幅度;,通过观察信号的频谱,可以
4、帮我们找出产生该信号的设备的问题或者特性。,发射机,DUT,Spectrum Analyzer,Spectrum Analyzer,Spectrum Analyzer,频谱的用途,频谱的基本概,频谱的基本概念,内容,频谱仪基础知识,频谱仪概论按应用领域分类,航空,国防,频谱仪概论按工作原理分类,扫频式频谱分析仪,傅立叶式频谱分析仪,为什么要调制? 调制的目的有以下三个: 1. 将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号 2. 改善系统的抗噪声性能 3. 实现信道的多路复用,频谱仪概论用途,什么是调制? 调制与解调: 调制:将各种基带信号转换成适于信道传输的调制信号(已调信号或频带信号); 解调
5、:在接收端将收到的频带信号还原成基带信号。,调制测量有哪些项目? 模拟调制: 调制深度, 边带功率, 载波功率,调制效率, 占用带宽 数字调制: 误差矢量幅度(EVM), IQ不平衡(IQ imbalance),相位误差(phase error versus time),频谱仪概论用途,为什么要测量调制? 在调制系统中,为了保证系统工作正常,信号被正确的发送(有效性),需要对调制质量(可靠性)进行测量。,什么是失真? 电子系统中所使用的许多电路都认为是线形电路。这意味着,对于正弦波输入,输出也是或许有不同幅度和相位的正弦波。在时域中,用户指望看到与输入波形形状精确相同的输出波形。在频率中,我们
6、指望看到输出应具有与输入相同的频率(且只有该频率)。由输入信号产生的任何其他频率都视为失真。,频谱仪概论用途,内容,频谱仪基础知识,频谱仪基本使用,频谱仪基本使用,频谱仪基本使用显示界面,频谱仪基本使用显示界面,dB 分贝(dB)是借助于功率比来定义的: A(dB) = 10log(P1/P2) = 20log(V2/V1) dBm P = 10log(P/PREF) V = 20log(V/VREF) 频谱和网络测量最常用的功率参考值是1mW,结果用dBm表示。 P (dBm) = 10log(P/0.001),频谱仪基本使用dB和dBm,分贝的用途? 分贝用来以对数方式确定功率的比值和电压
7、的比值。也可以通过适当的参考值来确定绝对值。分贝常用于电子系统中增益和损耗的计算。 为什么要用dB? 1.对数方式压缩大范围变化的信号电平。 2.在增益和损耗的计算时,乘法运算变成较方便的加法运算。,频谱仪基本使用dB和dBm,使用对数幅度坐标的好处? 在同样屏幕分辨率下,可以同时观 察很大和很小的值。 例如:1V信号和10uV信号都能出现 在动态范围为100dB的显示器上, 而用线性刻度则不可能以清晰的图 形同时显示这两个信号。,频谱仪基本使用对数幅度坐标,目录,扫频式频谱仪基本原理,DSA频谱仪基本原理,DSA频谱仪基本原理,Envelope Detector,ADC,VBW,Video
8、Detector,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RBW,信号时域图,信号频域图,1GHz,100kHz,载波为1GHz,DSA频谱仪基本原理,参数设置在前面板AMPT功能键中:,DSA频谱仪基本原理,Envelope Detector,ADC,VBW,Video Detector,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RBW,经混频和滤波后,仍为调幅信号,但频率已改变。,25MHz,100kHz,载波变为25MHz,Envelope Detector,ADC,VBW,Video Detector,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RB
9、W,经ADC采样变为数字信号,DSA频谱仪基本原理,Envelope Detector,ADC,VBW,Video Detector,衰减器,PreAmp,低通滤波器,Mixer,滤波器,RBW,RBW将带外的频率成分滤除。,RBW带宽设置为10K,25MHz,100kHz,DSA频谱仪基本原理,DSA频谱仪基本原理,解析带宽(RBW, Resolution BandWidth)。RBW 代表两个不同频率的信号能够被清楚的分辨出来的最低频宽差异。,选择不同RBW的测试结果,RBW,DSA频谱仪基本原理,RBW,当RBW滤波器“扫过”感兴趣的频率范围后,就得到该段频率范围的频谱。,RBW:Res
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- 关 键 词:
- 频谱仪 及其 高频 实验 中的 应用
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