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正确设置频谱仪宽带

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精华 fengqing 发表于 2015-8-7 10:20:30 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

     在测量一些CATV系统指标中,常常要用到频谱仪,为了使测量结果准确,在频谱仪的使用上常涉及到一个分辨带宽设置的问题。要弄清这个问题,得要知 道一些频谱仪的基本原理。图1是频谱仪的基本原理框图。图中的中频频率(输入信号通过与本振信号的和频或差频产生),本振受斜波发生器的控制,在斜波发生 器的控制下,本振频率将从低到高的线性变化。这样在显示时,斜波发生器产生的斜波电压加到显示器的X轴上,检波器输出经低通滤波器后接到Y轴上,当斜波发 生器对本振频率进行扫描时显示器上将自动绘出输入信号的频谱。检波器输出端的低通滤波器称为视频滤波器,用在分析扫描时对响应进行平滑。


    1、分辨带宽

    在 频谱分析仪中,频率分辨率是一个非常重要的概念,它是由中频滤波器的带宽所确定的,这个带宽决定了仪器的分辨带宽。例如,滤波器的带宽是100KHZ。那 么谱线频率就有100KHZ的不定性,也即在一个滤波器的带宽频率范围内,出现了两条谱线的话,则仪器不能检出这两条谱线,而只显示一条谱线,此时仪器所 反映的谱线电平(功率)是这两条谱线的电平功率的叠加。因此会出现测量误差。所以,对于两条紧密相关的谱线,其分辨力取决于滤波器的带宽。


    我 们以测量载波电平为例,对仪器的分辨带宽设置加以比较,图2是分辨带宽分别是(由下到上)30KHZ、300KHZ、3MHZ的频谱曲线(输入为单个载波 信号),在设置分辨带宽时,我们考虑的是仪器是否能充分响应输入信号时有足够的带宽,正确的方法是展宽滤波器的带宽,当在屏幕上观察到信号载波幅度不再增 加时,就表示中频滤波器对输入信号的响应已有足够的带宽了。在图中我们看到,当分辨带宽在300KHZ到3MHZ变化时,显示的信号幅度没有变化,这就可 以认为300KHZ带宽已经足够了。另外,分辨带宽在300KHZ和3MHZ之间设置时,对于单个载波情况下的信号幅度没有变化,但是在实际测量CATV 系统图象载波电平时却不能将分辨带宽设为3MHZ,这是因为在实际中图象载波附近存在相邻频道的伴音载波(相距1.5MHZ),3MHZ带宽则不能把相邻 伴音载波的能量滤掉,这样相邻伴音载波的能量会加到正在测量的图象载波上,使测到的电平值比实际的高。



    2、视频滤波器

    在图1中的检波器之后的滤波器称为检波滤波器又叫视频滤波器,它是一个低通滤波器,它的作用可以减少检波器输出的噪声变化,揭示一些已被掩盖且接近本底噪声的信号,如果是测量噪声功率,它还有助于稳定测量。

    检 波器输出端往往存在直流分量和交流分量,直流分量代表着中频带宽内存在的能量,所以通过视频滤波器可达到提取直流分量去除一些交流分量,这样能给出更稳定 的无噪声输出。图3是不同视频带宽下,检波器输出的信号图,图3a采用宽带视频滤波器,图3b采用窄带视频滤波器,由图中可看出,采用宽带滤波器时噪声的 波动较大,采用窄带滤波器时波动显著减少,两者的噪声平均值却一样,也就是说滤波器不会降低平均噪声电平,但能减少噪声的峰值电平。因而能暴露出用较宽视 频滤波器不能看到的低电平信号。但在某些情况下,如分析一些特殊的噪声信号时,我们则需要较宽的视频滤波器带宽,以便观察和分析,所以我们可根据不同的情 况来设置视频滤波器的带宽。

    视频滤波器的带宽和分辨带宽的关系是:检波前的噪声可以通过较窄的分辨带宽来降低,从而降低检波器的噪声输出电平;检波后的噪声则通过窄带视频滤波器来平滑减少噪声波动,但不能降低噪声的平均功率电平。


精彩评论4

slxyc 发表于 2015-8-10 08:56:04 | 显示全部楼层
精华,学习了。
永恒的瞬间 发表于 2015-8-31 09:16:34 | 显示全部楼层
很值得学习
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