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頻譜分析儀應用解惑之帶寬

博宇訊銘 ? 2022-07-05 09:24 ? 次閱讀

帶寬是頻域分析中的常用指標。頻譜分析儀的常見帶寬包括分辨率帶寬和視頻帶寬。本文將全面解釋這些概念,以及它們之間的聯系和區別。

RBW(分辨率帶寬)代表頻譜分析儀清晰區分兩種不同頻率信號的能力。

如果兩個不同頻率的信號之間的距離低于頻譜儀的RBW,這兩個信號就會部分重疊,難以區分。就像在電腦上使用不同的分辨率查看圖片一樣,清晰度是完全不同的。這里的“清楚”只是一種主觀感覺。一般的量化標準是在載波峰值衰減3dB的地方定義分辨率帶寬。在電磁干擾(EMI)測試標準中,分辨帶寬的標準是6dB。可以說6dB的選擇性強于3dB。

如圖1所示,利用頻譜分析儀測量兩個距離約為20kHz的單音信號。當使用帶寬為30kHz、10kHz和3kHz的RBW進行觀察時,這兩個頻率相近的信號的實測功率完全不變。清晰度水平完全不同。

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但是,3dB帶寬的量化標準仍然不夠嚴格,因為它只限制了3dB點的位置。在相同的RBW下,還需要參數“矩形系數”,如圖2所示。在某些地方,它被稱為形狀因子,即衰減60dB時的帶寬與衰減3dB時的帶寬之比。數值越小越好,說明選擇的形狀比較細長,可以完全分離頻率相鄰的信號。一般來說,普通數字頻譜分析儀的平方系數一般在5:1左右。極端情況下,如果3dB帶寬與60dB帶寬相同,那么矩形系數為1,就是一個矩形!

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RBW的帶寬和矩形系數基本上決定了頻譜分析儀的頻率分辨能力,即區分不等幅信號的能力;另一方面,一旦確定了RBW,就不可能觀察到比RBW窄的頻率。頻譜。如圖3所示,隨著頻率分辨率的變化,相鄰兩個不等幅信號的分辨率不同。

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當然,影響頻譜分析儀頻率分辨率能力的因素不止這兩個。在測量非常接近載波信號的小信號時,即使RBW設置得非常小,也可能無法區分。這是因為頻率分辨率能力還受到LO的近端相位噪聲和殘余調制的限制。

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