怎么用频谱仪测量微弱信号

怎么用频谱仪测量微弱信号?以下我们会分为两部分来为大家讲解。

1. 怎么用频谱仪测量微弱信号 – RBW篇

2. 怎么用频谱仪测量微弱信号 – 输入衰减器篇

怎么用频谱仪测量微弱信号 – RBW篇

频谱分析仪的主要用途之一是搜索和测量微弱电平信号。这种测量的最终限制是频谱仪自身产生的噪声。这些由各种电路元件的随机电子运动产生的噪声经过分析仪多级增益的放大最后作为噪声信号出现在显示屏上。

该噪声在频谱分析仪里通常称为显示平均噪声电平 (Displayed Average Noise Level，DANL )，也俗称为频谱仪的底噪或者灵敏度。

虽然使用一些技术可以测量略微低于DANL 的信号，但是 DANL 始终限制着我们测量低电平信号的能力。事实上，如果一个输入信号接近于DANL的话，频谱仪对该信号的测量结果为DANL+2.1~2.2 dB。如下图所示。

RBW，学名分辨率带，一般指频谱分析仪中频滤波器的3 dB带宽，是频谱分析仪一个非常重要的测试参数。

RBW也会影响信噪比或灵敏度。这是因为频谱仪自身产生的噪声是随机的并且在较宽频率范围内保持了恒定的幅度，因此，通过滤波器的总噪声功率由滤波器的带宽决定。

所以如果将分辨率带宽改变 10 倍，显示的噪声电平会改变 10 dB，如下图所示。

对于连续波(正弦波)信号，使用频谱分析仪所提供的最小的分辨率带宽将会获得最佳信噪比或灵敏度2。但需要注意的是，降低分辨率带宽会延长扫描时间。

怎么用频谱仪测量微弱信号 – 输入衰减器篇

这一篇我们谈一谈输入衰减

作为频谱分析仪的第一部分电路，输入衰减器的作用是保证信号输入到混频器时处在合适的电平上，从而防止发生过载、增益压缩和失真。

由于衰减器是频谱仪的一种保护电路，所以它通常是基于参考电平值而自动设置，不过也能以 10 dB、5 dB、2 dB 甚至 1 dB 的步进来手动选择衰减值。

在频谱分析仪中，内部的微处理器可以改变中频增益从而补偿输入衰减器的变化。所以当改变输入衰减器时，分析仪输入的信号在显示器上的位置并不改变，只是显示的噪声上下移动。这时参考电平保持不变。如下图所示，当衰减从 10 dB 增加到 20 dB，DANL上升而信号电平保持不变。

最小的输入衰减(0 dB)将会获得最佳信噪比，但不幸的是此时的阻抗匹配也是最差的，因此最好尽量避免 0 dB 的设置。当被测信号远大于噪声电平时，可以设置为自动衰减。当信噪比较小 (一般 ≤ 7 dB) 时，我们需要使用较低的输入衰减，以获得更高的信噪比，避免因为噪声功率和信号功率接近而导致偏高的测量误差。