頻譜儀進(jìn)行準(zhǔn)確的信號功率測量

　　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數(shù)：

　　電壓采樣值對數(shù)值平均(幾何平均)：

　　可見，對于窄帶高斯白噪聲，對數(shù)平均比線性平均低1.45dB。即頻譜儀測試時，采用對數(shù)平均(對數(shù)放大器打開)，對于電壓測試值來說，幅度包絡(luò)進(jìn)行對數(shù)加權(quán)運(yùn)算，對大信號放大的增益小，對小信號放大的增益大。在對數(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;多次測量結(jié)果進(jìn)行算術(shù)平均來作蹤跡平滑。

　　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。視頻濾波器對電壓包絡(luò)采樣值在頻域進(jìn)行低通濾波，相當(dāng)于時域采樣值的平均。

　　AV檢波器是對視頻信號進(jìn)行算術(shù)平均，獲得電壓平均值;RMS檢波器是對視頻信號進(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)使用對數(shù)電平顯示時，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(如VBW≥10RBW)，可和AV檢波器一樣得到真實(shí)的平均結(jié)果。

　　對于自動峰值檢波器，不建議使用多蹤跡平均。若打開平均功能，通常會自動切換到取樣檢波。

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

　　頻譜儀常用功率測試方法及信號處理算法

　　在頻譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，不管是通信信號的測試還是其它調(diào)制信號的測試，如廣播、電視以及軍用信號，通常在信號帶寬內(nèi)對整個信號平均功率的測試是十分重要的。以下將對兩種主要的測試方法進(jìn)行分析，以避免頻譜儀使用過程中的錯誤設(shè)置。