頻譜儀進(jìn)行準(zhǔn)確的信號(hào)功率測(cè)量

　　根據(jù)窄帶高斯噪聲的統(tǒng)計(jì)分布，帶內(nèi)高斯噪聲分布為瑞利分布。

　　式中，ρ為噪聲隨機(jī)包絡(luò)，?為噪聲的隨機(jī)相位。

　　電壓采樣值線性平均后取對(duì)數(shù)：

　　電壓采樣值對(duì)數(shù)值平均(幾何平均)：

　　可見(jiàn)，對(duì)于窄帶高斯白噪聲，對(duì)數(shù)平均比線性平均低1.45dB。即頻譜儀測(cè)試時(shí)，采用對(duì)數(shù)平均(對(duì)數(shù)放大器打開(kāi))，對(duì)于電壓測(cè)試值來(lái)說(shuō)，幅度包絡(luò)進(jìn)行對(duì)數(shù)加權(quán)運(yùn)算，對(duì)大信號(hào)放大的增益小，對(duì)小信號(hào)放大的增益大。在對(duì)數(shù)平均的情況下，要比線性平均小1.45dB，比真實(shí)平均功率小2.5dB。

　　頻譜儀實(shí)現(xiàn)平均的方式

　　頻譜儀實(shí)現(xiàn)平均的主要方式有四種：減小視頻濾波器(VBW)使其小于中頻帶寬(RBW);平均值檢波器(AV) ;RMS檢波器;多次測(cè)量結(jié)果進(jìn)行算術(shù)平均來(lái)作蹤跡平滑。

　　視頻濾波器是置于電壓包絡(luò)檢波器之后，數(shù)字加權(quán)檢波器之前的數(shù)字低通濾波器。視頻濾波器對(duì)電壓包絡(luò)采樣值在頻域進(jìn)行低通濾波，相當(dāng)于時(shí)域采樣值的平均。

　　AV檢波器是對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行算術(shù)平均，獲得電壓平均值;RMS檢波器是對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行均方根運(yùn)算，能夠獲得功率平均值。

　　由取樣檢波器得到的平均噪聲電平，當(dāng)使用對(duì)數(shù)電平顯示時(shí)，其平均值低1.45dB。當(dāng)使用線性電平顯示且大的視頻帶寬時(shí)(如VBW≥10RBW)，可和AV檢波器一樣得到真實(shí)的平均結(jié)果。

　　對(duì)于自動(dòng)峰值檢波器，不建議使用多蹤跡平均。若打開(kāi)平均功能，通常會(huì)自動(dòng)切換到取樣檢波。

　　使用RMS檢波器進(jìn)行平均功率測(cè)試時(shí)，不允許過(guò)程中插入電壓平均功能。因此，通常此時(shí)不允許進(jìn)行蹤跡平均，同理也不允許通過(guò)VBW進(jìn)行平均，一般設(shè)VBW≥3RBW。根據(jù)平均功率和對(duì)數(shù)平均與線性平均值的關(guān)系，如果在使用RMS檢波器時(shí)加入了上述平均設(shè)置，會(huì)使測(cè)試結(jié)果比實(shí)際值小2.5dB (其中包括線性平均的1.05dB和對(duì)數(shù)平均的1.45dB) 。

　　頻譜儀常用功率測(cè)試方法及信號(hào)處理算法

　　在頻譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，不管是通信信號(hào)的測(cè)試還是其它調(diào)制信號(hào)的測(cè)試，如廣播、電視以及軍用信號(hào)，通常在信號(hào)帶寬內(nèi)對(duì)整個(gè)信號(hào)平均功率的測(cè)試是十分重要的。以下將對(duì)兩種主要的測(cè)試方法進(jìn)行分析，以避免頻譜儀使用過(guò)程中的錯(cuò)誤設(shè)置。