頻譜分析儀那些事兒---之射頻輸入端口RF in

頻譜分析儀一般只有一個(gè)射頻輸入端，這不同于示波器多通道輸入，可以用來(lái)比較通道之間的波形差異。頻譜分析儀普遍基于掃描的動(dòng)態(tài)測(cè)量過(guò)程，顯示的譜線并不是實(shí)時(shí)的，雖然很多頻譜分析儀提供了外部觸發(fā)或視頻觸發(fā)的功能，但更多是一種同步功能，主要并不是用來(lái)觸發(fā)比較的。

頻譜分析儀射頻輸入端的輸入阻抗通常為50Ω或75Ω，從而可以直接與大多數(shù)射頻和微波設(shè)備的50Ω系統(tǒng)相匹配，并通過(guò)線纜直連，一般是沒(méi)有探頭的，因?yàn)樘筋^需要很高的輸入阻抗，例如電路的探測(cè)往往需要高阻抗，而50Ω難以帶動(dòng)這類負(fù)載，使得測(cè)量結(jié)果嚴(yán)重變小。有一些高輸入阻抗放大器具有50Ω輸出阻抗，這種放大器構(gòu)成的有源探頭有助于實(shí)現(xiàn)這類測(cè)量并維持高靈敏度。在有些頻譜分析儀的射頻輸入端的旁邊，常會(huì)提供有源探頭的供電口（probe power）。

射頻輸入前端內(nèi)部結(jié)構(gòu)

通常頻譜分析儀的測(cè)量范圍不是從直流開始，低頻測(cè)試的限制是射頻輸入口的耦合結(jié)構(gòu)。大部分頻譜分析儀應(yīng)用了積分耦合電容來(lái)保護(hù)混頻器，防止外部灌入直流能量，這個(gè)電容抬升了低端測(cè)量的頻率，大部分頻譜分析儀的起始測(cè)量頻率僅能從9kHz開始。

許多特別是有極低頻率的頻譜分析儀采用的是直流耦合，即在射頻輸入與第一混頻器之間沒(méi)有耦合電容。在有的場(chǎng)合中，直流電和射頻信號(hào)傳輸采用同一根電纜，這樣直流可能會(huì)破壞混頻器，一定要注意頻譜分析儀的保護(hù)電流。測(cè)量這樣的射頻信號(hào)時(shí)，要外加隔直流保護(hù)器，所引起的功率衰減應(yīng)被考慮絕對(duì)電平測(cè)量結(jié)果中。當(dāng)然對(duì)輸入信號(hào)電平也要進(jìn)行正確估算，避免頻譜分析儀射頻輸入大于頻譜分析儀允許的安全電平，通常頻譜分析儀射頻輸入口處都會(huì)自動(dòng)保留10dB衰減，除非手動(dòng)設(shè)置為0dB，這樣做雖然抬高了底噪，但是保護(hù)了混頻器，同時(shí)改善了輸入端口的匹配。

輸入端口通常采用N頭或SMA頭，線纜采用同軸電纜。射頻連接器和線纜種類繁多，具有不同的結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標(biāo)，價(jià)格差異也非常巨大，使用時(shí)要依據(jù)帶寬、頻響、VSWR、衰減、屏蔽性以及柔軟度來(lái)選擇相應(yīng)的品質(zhì)。

在精密測(cè)量系統(tǒng)中，由于頻譜分析儀本身以射頻輸入口為校準(zhǔn)參考面，如果增加了線纜和連接器會(huì)引入額外的誤差，常需要首先進(jìn)行線損的校準(zhǔn)，將連接器和線纜的響應(yīng)結(jié)果提前計(jì)算出來(lái)，并將結(jié)果保存在儀器內(nèi)部或在后期分析中折算到結(jié)果里，使校準(zhǔn)參考面能夠包含線纜和連接器，移到真正的測(cè)量端口，使測(cè)量結(jié)果只包含被測(cè)器件本身。

在某些情況下，頻譜分析儀本身的測(cè)量范圍無(wú)法滿足實(shí)際需求，通常要預(yù)先連接外部放大器或衰減器，這樣的測(cè)量過(guò)程中，放大器或者衰減器本身的值也要補(bǔ)償?shù)浇Y(jié)果中。通常頻譜分析儀會(huì)提供“參考偏移”選項(xiàng)，用來(lái)補(bǔ)償結(jié)果的偏移。若放大器、線纜或天線等的頻率響應(yīng)有波動(dòng)，就不能單獨(dú)使用“參考偏移”的補(bǔ)償方式，而是要使用修正（Correction）功能，將線纜或天線的頻響預(yù)先儲(chǔ)存在頻譜分析儀內(nèi)部，這樣頻響的影響就可以直接反映到測(cè)量結(jié)果中。