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蘇州訊芯微電子設備有限公司長期收購及出售:網絡分析儀, 頻譜分析儀, 示波器,信號源, 無線電綜合測試儀,萬用表,動態信號分析儀,
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噪聲特性
由于電阻的熱敏效應,任何設備均具有噪聲,頻譜分析儀亦不例外,頻譜分析儀的噪聲,本質上是熱噪聲,屬于隨機性(Random),它能被放大與衰減,由于系隨機性信號,兩噪聲的結合只有相加而無法產生相減的效果。在頻帶范圍內也相當平坦,其頻寬遠大于設備內部電路的頻寬,檢測器檢知的噪聲值與設定的分辨率頻寬(RBW)有關。由于噪聲是隨機性迭加于信號功率上,因此顯示的噪聲準位與分辨率頻寬成對數的關系,改變分辨率頻寬時噪聲隨之變化,噪聲改變量相關的數學式如下所示:
例如:頻寬從100kHz(BW1)調整到10kHz(BW2),則噪聲改變量為:
亦即降低噪聲量10dB (為原來的1/10),相對提高訊號與噪聲比10dB。由此可知,純粹要降低噪聲量,使用窄寬度的頻寬將能達到目的。不論噪聲來之于外部或內部產生,量測時均將影響信號振幅的準確性,特別在低準位信號時,更是如此,噪聲太大時,甚至掩蓋信號以致無確判斷信號的大小,影響量測質量的兩種噪聲可概括為下列項:
⑴.產生于交換功能的數字電路、點火系統與DC 馬達脈沖噪聲,這類噪聲常見于EMI(Electromagnetic Interference)的討論領域里。
⑵. 隨機性噪聲來之于自然界或電路的電子移動,又稱之為KTBW (或稱熱敏)噪聲、Johnson 噪聲、寬帶噪聲或白氏(White)噪聲等,本書主要以熱敏噪聲為重點,數學式為:
Pn =kTBW ,⑸
其中:Pn =噪聲功率= 3.98*10?21 瓦/Hz 或-174dB/Hz
k=Boltzman 常數,1.38*10?23 joule/oK
T=溫度表示的常溫=290 oK
BW=系統的噪聲功率頻寬(Hz)。
在4MHz、75 Ω、290 oK 時的噪聲功率為-59.1dBm。由噪聲功率得知,信號頻寬降低,系統噪聲功率隨之降低,信號的質量以信號噪聲比表示
(SNR;Signal-to-Noise Ratio),信號強度(單位為dBm)與系統噪聲功
率(單位為dBm)的相減值即為信號噪聲比,數學式為:
匹配因素

頻譜分析是觀察和測量信號幅度和信號失真的一種快速方法,其顯示結果可以直觀反映出輸入信號的傅立葉變換的幅度。信號頻域分析的測量范圍極其寬廣,超過140dB,這使得頻譜分析儀成為適合現代通信和微波領域的多用途儀器。頻譜分析實質上是考察給定信號源,天線,或信號分配系統的幅度與頻率的關系,這種分析能給出有關信號的重要信息,如穩定度,失真,幅度以及調制的類型和質量。利用這些信息,可以進行電路或系統的調試,以提率或驗證在所需要的信息發射和不需要的信號發射方面是否符合不斷涌現的各種規章條例。
現代頻譜分析儀已經得到許多綜合利用,從研究開發到生產制造,到現場維護。新型頻譜分析儀已經改名叫信號分析儀,已經成為具有重要價值的實驗室儀器,能夠快速觀察大的頻譜寬度,然后迅速移近放大來觀察信號細節已受到的高度重視。在制造領域,測量速度結合通過計算機來存取數據的能力,可以快速,和重復地完成一些極其復雜的測量。
有兩種技術方法可完成信號頻域測量(統稱為頻譜分析)。
1.FFT分析儀用數值計算的方法處理一定時間周期的信號,可提供頻率;幅度和相位信息。這種儀器同樣能分析周期和非周期信號。FFT的特點是速度快;精度高,但其分析頻率帶寬受ADC采樣速率限制,適合分析窄帶寬信號。
2.掃頻式頻譜分析儀可分析穩定和周期變化信號,可提供信號幅度和頻率信息,適合于寬頻帶快速掃描測試。
FFT分析儀能夠完成多通道濾波器式同樣的功能,但無需使用許多帶通濾波器,它使用數字信號處理來實現多個立濾波器相當的功能。從概念上講,FFT方法是簡單明確的:對信號進行數字化,再計算頻譜。實際上,為了使測量具有意義,還需要考慮很多因素。
FFT的實質是基帶變換,換句話說,FFT的頻率范圍總是從0Hz開始并延伸到某個頻率處。這對需要分析較窄頻帶(不是從直流開始)的測量情況可能是一個重大限制。例如,FFT分析儀具有取樣頻率,FFT的頻率范圍是0Hz到128KHz。若N=1024,則頻率分辨力將是,故不能分辨間隔小于250Hz的譜線。
提高頻率分辨力的一種方法是時間記錄中的取樣點數N,這也FFT輸出的節點數。不過,問題在于,這會增加FFT所要處理的數組長度,從而增加計算時間。FFT算法的計算時間往往限制了儀器的性能(比如屏幕刷新速度),所以增加FFT的長度往往是可取的。
另一種方法是使用數字下變頻器,對于帶限信號,進行數字下變頻,這樣等效降低了采樣速率,可以提高頻率分辨力。ADC的輸出與數字正弦波相乘,借助數字混頻使數字正弦波的頻率降低。

頻譜分析儀操作
硬鍵、軟鍵和旋鈕
這是儀器的基本操作手段。
1.三個大硬鍵和一個大旋鈕:大旋鈕的功能由三個大硬鍵設定。按一下頻率硬鍵,則旋鈕可以微調儀器顯示的中心頻率;按一下掃描寬度硬鍵,則旋鈕可以調節儀器掃描的頻率寬度;按一下幅度硬鍵,則旋鈕可以調節信號幅度。旋動旋鈕時,中心頻率、掃描寬度(起始、終止頻率)、和幅度的dB數同時顯示在屏幕上。
2.軟鍵:在屏幕右邊,有一排縱向排列的沒有標志的按鍵,它的功能隨項目而變,在屏幕的右側對應于按鍵處顯示什么,它就是什么按鍵。
3. 其它硬鍵:儀器狀態(INSTRUMNT STATE)控制區有十個硬鍵:RESET清零、CANFIG配置、CAL校準、AUX CTRL控制、COPY打印、MODE模式、SAVE存儲、RECALL調用、MEAS/USER測量/用戶自定義、SGL SWP信號掃描。光標(MARKER)區有四個硬鍵:MKR光標、MKR 光標移動、RKR FCTN光標功能、PEAK SEARCH峰值搜索??刂疲–ONTRL)區有六個硬鍵:SWEEP掃描、BW帶寬、TRIG觸發、AUTO COVPLE自動耦合、TRACE跟蹤、DISPLAY顯示。在數字鍵區有一個BKSP回退,數字鍵區的右邊是一縱排四個ENTER確認鍵,同時也是單位鍵。大旋鈕上面的三個硬鍵是窗口鍵:ON打開、NEXT下一屏、ZOOM縮放。大旋鈕下面的兩個帶頭的鍵STEP配合大旋鈕使用作上調、下調。
輸入和輸出接口位于一起面板下邊一排。TV IN測視頻指標的信號輸;VOL INTEN是內外一套旋鈕控制、調節內置喇叭的音量和屏幕亮度;CAL OUT儀器自檢信號輸出;300Mhz 29dBmv儀器標準信號輸出口;PROBE PWR儀器探針電源;IN 75Ω1M—1.8G測試信號總輸。

MXA N9020A是agilent公司在2005年推出的一款中檔生產級信號分析儀,流通至今,它是agilent在售的新一代中檔頻譜分析儀+矢量信號分析儀,也是我司主營的信號分析儀。工作方式為FFT+掃頻,支持2G、3G和3.9G通信標準,廣泛應用在元器件、直放站和基站部件的帶內及帶外測試,矢量信號分析測量速度是目前agilent推出的成熟的產品中快的。并擁有40MHz的分析帶寬。
主要特性與技術指標
頻率范圍為:20Hz--3.6/8.4/13.6/26.5GHz
平均噪聲電平:≤-166dBm
測量精度:≤±0.23dB
小分辨率帶寬:1Hz
可配置25或40MHz的分析帶寬選件
帶有可到26.5GHz的內置前置放大器
支持GSM/EDGE、CDMA2000、WCDMA、HSDPA、HSUPA、EVDO、TD-SCDMA、LTE、WLAN、相位噪聲和噪聲系數等的測量選件。
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