PDF《安捷伦》

2 个正弦波.现在我们知道了 为什么原始波形不是一个标准的正弦波.它包含有第二个正弦波,在这里,也就是一个二次 谐波. 图2信号在时域与频域的关系 既然在频域上分析或观察信号这么清晰明了,那是不是时域上的分析就没有必要了 呢?实际并不是这样.对某些量的测量分析,在时域上进行比较好,有的量的测量只能在时 域上进行.例如,脉冲信号的上升沿时间和下降沿时间,就要在纯时域中进行. 为什么要测量频谱? 频域的测量也同样有它的必要.我们已经知道,在图

1 和图

2 中,测量信号的谐波分 量还是在频域上进行比较好.通信业人士极为关注信号的谐波干扰.例如,蜂窝无线通信系 统就必须测量载波信号的谐波分量, 因为这些谐波可能会干扰到工作在该蜂窝通信系统谐波 频率上的其它无线应用系统.通信业人士也非常关注调制在载波上的信号的干扰.例如,三 阶互调(两路合成信号相互调制)搞不好会十分麻烦,因为有的干扰信号分量会落在系统频 段范围内,接收机前端滤波器无法过滤掉它. 占用带宽是另一个重要的频域测量指标.信号的调制扩展了它的频谱宽度,为了防止 干扰到其它信道上的信号, 需要对信号所占用的频带宽度进行严格的限制. 电磁干扰测量也 可以认为是占用带宽测试的一种.不需要的信号,辐射的或者传导引入的(通过电源线或者 其它互连导线引入) , 都有可能降低其它系统的性能. 不管是谁设计或制造的射频电子产品, 都必须遵循这个或那个协议规范,在频域上测量辐射性能. 所以,频域测量确实有它的一席之地.图3到图

6 以图解的方式列出了几种测试. 频谱分析仪原理基础 【Agilent _Spectrum Analysis Basics _Application Note 150】 潘裕友 译77图3谐波干扰测试 图4单边带调制发射机双音测试 图5占用带宽测试 频谱分析仪原理基础 【Agilent _Spectrum Analysis Basics _Application Note 150】 潘裕友 译88图6EMI 测试中的 传到辐射-VDE 图

第二章 超外差式频谱分析仪 超外差式频谱分析仪 本文将集中讨论超外差式频谱分析仪. 除了超外差式之外, 还有其它几种类型的频谱 仪.在非超外差式频谱仪中可能最重要的要数数字式频谱仪,它将时域中的信号数字化,然 后进行快速傅立叶变换 (FFT) , 将信号显示在频域上. FFT方式的优势是它处理 单发现象 (single-shot phenomena)的能力, 另外就是相位和幅度可以测试.然而,以目前的技术现 实,采用FFT方式的频谱仪与超外差式频谱分析仪相比也有一些缺点,特别是频率范围,灵 敏度,动态范围等. 图7是一个非常简单的频谱仪原理框图. 外差 的意思是MIX, 也就是频谱搬移;

超 是SUPER,指的是SUPER-AUDIO(超音频) ,或者说音频范围以上的频率.如图7所示的原 理框图中, 我们看到, 一个信号通过低通滤波器 (稍后会看到为什么低通滤波器要放在这里) 进入混频器,与一个来自本地振荡器(LO)的信号进行混频.由于混频器是非线性器件, 它的输出中除了包含有两个输入信号外, 还包含有它们的谐波分量、 两个输入信号频率相加 和相减所得的信号以及它们的谐波分量. 如果有任何混频后输出的信号的频率落在中频滤波 器的带通范围内,那么该信号将通过中频滤波器以及后续处理(比如放大、取对数) ,经过 包络检波器的调整,数字化(目前大部分频谱仪都有这步) ,最后作用在阴极射线管CRT的 垂直平面上,在显示器上产生垂直偏转.一个锯齿波发生器(扫描发生器,SWEEP GENERATOR)是偏转CRT电子束,使之水平地从屏幕的左边扫描到右边.扫描发生器同时 也控制本振LO,以便频率变化与锯齿波电压成正比. 频谱分析仪原理基础 【Agilent _Spectrum Analysis Basics _Application Note 150】 潘裕友 译99图7超外差式频谱分析仪原理框图 如果大家熟悉超外差式调幅收音机,会发现它与图