高性能頻譜分析儀時(shí)域測(cè)量原理

高性能頻譜分析儀時(shí)域測(cè)量原理

圖1掃頻式頻譜分析儀原理框圖
總的來說，高性能頻譜分析儀的時(shí)域測(cè)量功能相當(dāng)于一個(gè)窄帶通信接收機(jī)，它能顯示在以中心頻率為中心的帶內(nèi)頻率的時(shí)域波形。這個(gè)功能僅僅是使得頻譜分析儀的SPAN（跨度）設(shè)置為0Hz，從原理上來說只是頻譜分析儀的一個(gè)小小的擴(kuò)展應(yīng)用。我們從頻譜分析儀的原理圖來說明這個(gè)測(cè)試的理論依據(jù)。
如圖1所示，這是掃頻式頻譜分析儀的原理框圖。當(dāng)SPAN(跨度為0Hz)的時(shí)候，掃描控制器的控制信號(hào)不再是鋸齒波，而變成一條水平線。我們知道，掃描控制器控制LCD顯示軸的X軸，當(dāng)它從水平線上掃的時(shí)候，x軸顯示的就為時(shí)間了。另一方面，掃描控制器變成一條水平線的時(shí)候，LO的輸出穩(wěn)定，混頻器后的輸出信號(hào)經(jīng)過一個(gè)通帶為分辨力帶寬的帶通濾波器后，然后通過包絡(luò)檢波器檢出信號(hào)的包絡(luò)，控制LCD垂直軸顯示信號(hào)幅度。這里有幾點(diǎn)要說明的：第一，已調(diào)信號(hào)和LO信號(hào)進(jìn)行諧波混頻后，將有用信號(hào)頻移到了3.6MHz的中頻上，然后通過一個(gè)中心頻率為3.6MHz的中頻濾波器濾出有用信號(hào)，再通過檢波器讓信號(hào)的幅值作為顯示在相對(duì)頻率（當(dāng)SPAN為0Hz的時(shí)候，就是相對(duì)時(shí)間）的位置。最終在LCD顯示上顯示的是已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)，它已經(jīng)濾去已調(diào)信號(hào)的載波。第二，中頻濾波器在時(shí)域測(cè)量的時(shí)候，必須盡可能的加大它的分辨力帶寬，這樣能保證信號(hào)的完整性。

高性能頻譜分析儀時(shí)域測(cè)量功能的應(yīng)用
高性能的頻譜分析儀，如安捷倫公司的E444X系列，都具有時(shí)域測(cè)量功能。這里，我們以安捷倫的高性能頻譜分析儀E4440為例，說明它在AM、FM、脈沖調(diào)制信號(hào)的測(cè)試中應(yīng)用。當(dāng)頻譜分析儀在Zero Span（跨度為0Hz）狀態(tài)的時(shí)候，這時(shí)頻譜分析儀為時(shí)域分析工作方式，等同于工作在中心頻率，帶寬為分辨力帶寬（RBW）的接收機(jī)，它可以顯示信號(hào)的包絡(luò)波形，實(shí)現(xiàn)AM信號(hào)的解調(diào)。下面的三種應(yīng)用都是源于這種時(shí)域測(cè)量功能。

時(shí)域測(cè)量功能在AM信號(hào)測(cè)試中的應(yīng)用
使用頻譜分析儀的時(shí)域測(cè)量功能可以獲取已調(diào)AM信號(hào)解調(diào)的波形，AM信號(hào)的調(diào)制度和AM信號(hào)的調(diào)制頻率。
測(cè)試條件: 使用信號(hào)源發(fā)出一個(gè)AM信號(hào)，調(diào)制波可以是正弦波、方波、鋸齒波等等。
這里使用Agilent的E4438分別發(fā)出三個(gè)載波頻率為1GHz、幅度為－10dbm，調(diào)制波為10kHz的正弦波、三角波、方波，調(diào)制幅度50％的信號(hào)。然后，使用頻譜儀觀察信號(hào)源的輸出波形，并設(shè)置頻譜儀：使得它的SPAN（跨度）為0Hz，中心頻率為1GHz，幅度參考為－10dbm，視頻帶寬VBW、分辨力帶寬RBW為3MHz（分辨力帶寬盡量設(shè)大點(diǎn)，E4440的最大分辨力帶寬為8MHz），垂直軸為線性方式顯示。

圖2調(diào)制信號(hào)為正弦波的AM波的時(shí)域波形圖