在頻譜分析儀上測量小信號是一項挑戰性的任務，因為小信號往往容易受到噪聲和其他干擾的影響。然而，通過正確的設置和技巧，即使是非常微弱的信號也可以被有效地測量和分析。

1. 理解小信號測量的挑戰

小信號通常指的是幅度遠低于頻譜分析儀噪聲水平的信號。這些信號可能由于其本身的特性或由于傳輸過程中的衰減而變得微弱。測量小信號時，主要的挑戰是區分信號和儀器噪聲或外部干擾。

2. 選擇合適的頻譜分析儀

選擇一個具有高動態范圍和低噪聲系數的頻譜分析儀。這些特性使得儀器能夠更有效地檢測微弱的信號。

3. 預熱頻譜分析儀

頻譜分析儀需要預熱一段時間以達到穩定的工作狀態。預熱時間根據儀器的不同而不同，通常在幾分鐘到半小時之間。

4. 校準頻譜分析儀

確保頻譜分析儀已經校準，以消除任何可能影響測量精度的系統誤差。

5. 設置測量參數

根據待測小信號的特性設置頻譜分析儀的參數。這包括：

• 中心頻率 ：設置為信號預期出現的頻率。
• 頻率跨度 ：設置為覆蓋信號及其鄰近頻率的范圍。
• 分辨率帶寬（RBW） ：設置為足夠窄以分離信號和鄰近頻率成分，但不要太窄以至于降低測量速度。
• 視頻帶寬（VBW） ：設置為減少顯示的噪聲，同時保留信號的細節。
• 掃描時間 ：設置為足夠長以獲得穩定的顯示，但不要太長以至于影響測量效率。

6. 使用適當的檢波器

檢波器的選擇對小信號測量至關重要。平均檢波器可以幫助平滑噪聲，提高信噪比。

7. 降低外部噪聲

采取措施減少外部噪聲和干擾，例如：

• 使用屏蔽電纜。
• 遠離可能產生干擾的電子設備。
• 使用合適的接地技術。

8. 使用信號增強技術

考慮使用信號增強技術，如：

• 前置放大器 ：在信號輸入頻譜分析儀之前增加其幅度。
• 濾波器 ：使用帶通濾波器來減少帶外噪聲。

9. 測量和分析

開始測量并仔細觀察頻譜分析儀的顯示屏。使用標記功能來確定信號的確切頻率和幅度。

10. 使用最大保持功能

利用頻譜分析儀的最大保持功能來捕捉和顯示信號的最大幅度，這有助于在噪聲中識別小信號。

11. 使用平均功能

開啟頻譜分析儀的平均功能，通過多次掃描取平均值來減少隨機噪聲的影響。

12. 時域分析

如果可能，使用時域分析功能來觀察信號隨時間的變化，這有助于進一步確認信號的存在。

13. 記錄和文檔化

記錄所有測量參數和結果，包括信號的頻率、幅度和測量條件。

14. 驗證測量結果

通過改變測量條件或使用不同的測量技術來驗證測量結果的一致性和準確性。

15. 高級分析技術

對于復雜的小信號測量，可能需要使用高級分析技術，如：

• 信道功率測量 ：測量特定頻率范圍內的總功率。
• 調制分析 ：如果小信號是調制信號，分析其調制特性。

16. 考慮環境因素

考慮環境因素對測量的影響，如溫度、濕度和電磁干擾，并在可能的情況下進行控制。

17. 頻譜分析儀的維護

定期對頻譜分析儀進行維護和校準，以確保其性能和測量精度。

注意事項

• 在測量小信號時，始終注意不要超過頻譜分析儀的輸入電平限制，以避免損壞儀器或引入額外的噪聲。
• 在分析測量結果時，考慮儀器的噪聲系數和動態范圍，確保信號的檢測是在儀器的能力范圍內。
• 對于非常微弱的信號，可能需要使用特殊的測量附件，如低噪聲放大器或特定的濾波器。
• 在測量過程中，保持對信號源的控制，確保信號的穩定性和一致性。
• 在進行小信號測量時，考慮使用統計方法來評估測量的不確定性和可信度。