相位噪聲如何影響頻譜分析儀?頻譜分析儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)探討!

在這篇文章中，小編將為大家?guī)?a href="/tags/頻譜分析儀" target="_blank">頻譜分析儀的相關(guān)報(bào)道。如果你對本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、相位噪聲對頻譜分析儀分辨率的影響

為何RBW濾波器的矩形系數(shù)定義會以60dB為界?如果矩形系數(shù)代表了頻譜分析儀分辨不等幅正弦信號的能?，那如何約束?于底噪?低于60dB的不等幅信號的測量能??這就要涉及到頻譜分析儀本地振蕩器的穩(wěn)定程度，因?yàn)楸菊癖?的不穩(wěn)定，其相位噪聲可能將靠近載波頻率附近60dB以下的信號全部淹沒，這時矩形系數(shù)已經(jīng)沒有測量意義了。

頻譜分析儀的LO都是由參考源(通常是晶體振蕩器，XO)倍頻?來。沒有哪種參考源是絕對穩(wěn)定的，它們都在某種程度上受到隨機(jī)噪聲的頻率或相位調(diào)制的影響，這個影響程度隨時間在變化。時間的穩(wěn)定度可以分為兩類：長期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度。長期穩(wěn)定度是指時鐘頻率偏離絕對值的多少，?般?ppm(百萬分之?)來表?;短期穩(wěn)定度是時鐘相位瞬態(tài)的變化，在時域上稱抖動(jitter)，在頻域上稱相位噪聲(PhaseNiose)，表?為指相對于載波?定頻偏處的1Hz帶寬內(nèi)的能量與載波電平的?值，相應(yīng)的單位為歸?化的dBc/Hz。相位噪聲主要影響頻譜儀的分辨率和動態(tài)范圍。

需要說明，在將參考源倍頻得到本振的過程中，穩(wěn)定度也將按倍頻?例惡化，其結(jié)果是相位噪聲變差。因此相位噪聲的標(biāo)定通常要對應(yīng)特定的測量頻率，例如在500MHz，1GHz等頻率點(diǎn)測量;典型的相位噪聲曲線經(jīng)常要提供多個頻率點(diǎn)的情況，例如偏離1kHz，10kHz，100kHz分別給出測量值，便于橫向?較。

混頻器將輸?的射頻信號和本振信號相乘然后濾波，得到變頻后的中頻信號。即使輸?的射頻信號是?個很純凈的正弦波，混頻器也會將本振的相位噪聲忠實(shí)地帶?混頻結(jié)果，形成?個具有相同相位噪聲的中頻信號。

因此，當(dāng)我們對包含了本振相位噪聲的中頻進(jìn)?“峰值檢測”時，相位噪聲就會體現(xiàn)在測量結(jié)果中。在某個RBW下，距離這個頻率很近同時幅度??于系統(tǒng)顯?平均噪聲電平的另?個信號，雖然可被RBW在頻率軸分辨出來，但仍會隱藏在相位噪聲之下。當(dāng)然，相位噪聲也是?種隨機(jī)噪聲，它和系統(tǒng)的顯?平均噪聲電平?樣，隨分辨率帶寬的變化規(guī)律?致，若將分辨率帶寬縮?10倍，顯?相位噪聲電平將減?10dB。這種情況下需要使?超過實(shí)際分辨率的RBW來測量，代價就是增加了系統(tǒng)的掃描時間。

二、頻譜分析儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1.輸入端衰減器Attenuator

為了避免信號過大，造成頻譜儀內(nèi)部元件飽和甚至損壞，通常先將信號衰減，之后顯示時再放大，屏幕上的功率值為實(shí)際的功率值，無需換算，單衰減量通常會顯示給使用者參考。

2.低通濾波器或預(yù)選器

低通濾波器的作用是阻止高頻信號到達(dá)混頻器。這樣防止帶外信號與本振相混頻在中頻產(chǎn)生多余的頻率響應(yīng)。微波頻譜分析儀用預(yù)選器代替了低通濾波器，預(yù)選器是一種可調(diào)濾波器，能夠?yàn)V掉我們所關(guān)心的頻率以外的其它頻率上的信號。

3.混頻器Mixer及中頻濾波器IFfilter

中頻濾波器(IFfilter)的輸入頻率固定，Mixer的作用是將目標(biāo)頻率降至IF的頻率(降頻Downconvert)。Mixer將RF輸入信號與本地振蕩器(Localoscillator)運(yùn)算后得到兩組頻率信號，一組是fout=(fosc-fRF)，另一組是fout=(fosc+fRF)，經(jīng)過低通濾波器LowPassFilter后，只有較小的fout=(fosc-fRF)通過IFfilter。這個IF=(fosc-fRF)中頻信號的頻率就是輸入信號在FRF的功率，屏幕上以一個點(diǎn)表示。點(diǎn)的高低表示功率大小。

混頻器Mixer將輸入頻率與本地振蕩器運(yùn)算變?yōu)橹蓄l，這個稱為降頻Downconvert;本地振蕩器的頻率不斷變化，才能待測頻譜的信號從startfrequency到stopfrequency，從而得到頻譜圖。換句話說你在span設(shè)定的頻寬就是Localgenerator掃描的頻寬。

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