頻譜分析儀的介紹及主要分類
現(xiàn)在頻譜分析儀的應(yīng)用在我們的生活中是非常廣泛的,頻譜分析儀的分類有很多,你對(duì)頻譜分析儀的了解有多少呢,頻譜分析儀都有哪些技術(shù)指標(biāo)呢,今天就讓小編為大家簡(jiǎn)單的介紹一下什么是頻譜分析儀?
頻譜分析儀是研究電信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)的儀器,用于信號(hào)失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號(hào)參數(shù)的測(cè)量,可用以測(cè)量放大器和濾波器等電路系統(tǒng)的某些參數(shù),是一種多用途的電子測(cè)量?jī)x器。它又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等。現(xiàn)代頻譜分析儀能以模擬方式或數(shù)字方式顯示分析結(jié)果,能分析1赫以下的甚低頻到亞毫米波段的全部無(wú)線電頻段的電信號(hào)。儀器內(nèi)部若采用數(shù)字電路和微處理器,具有存儲(chǔ)和運(yùn)算功能;配置標(biāo)準(zhǔn)接口,就容易構(gòu)成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。
頻譜分析儀的分類
頻譜分析儀分為掃頻式和實(shí)時(shí)分析式兩類。
1、掃頻式頻譜分析儀
它是具有顯示裝置的掃頻超外差接收機(jī),主要用于連續(xù)信號(hào)和周期信號(hào)的頻譜分析。它工作于聲頻直至亞毫米的波頻段,只顯示信號(hào)的幅度而不顯示信號(hào)的相位。它的工作原理是:本地振蕩器采用掃頻振蕩器,它的輸出信號(hào)與被測(cè)信號(hào)中的各個(gè)頻率分量在混頻器內(nèi)依次進(jìn)行差頻變換,所產(chǎn)生的中頻信號(hào)通過(guò)窄帶濾波器后再經(jīng)放大和檢波,加到視頻放大器作示波管的垂直偏轉(zhuǎn)信號(hào),使屏幕上的垂直顯示正比于各頻率分量的幅值。本地振蕩器的掃頻由鋸齒波掃描發(fā)生器所產(chǎn)生的鋸齒電壓控制,鋸齒波電壓同時(shí)還用作示波管的水平掃描,從而使屏幕上的水平顯示正比于頻率。
2、實(shí)時(shí)式頻譜分析儀
在存在被測(cè)信號(hào)的有限時(shí)間內(nèi)提取信號(hào)的全部頻譜信息進(jìn)行分析并顯示其結(jié)果的儀器主要用于分析持續(xù)時(shí)間很短的非重復(fù)性平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程和暫態(tài)過(guò)程,也能分析40兆赫以下的低頻和極低頻連續(xù)信號(hào),能顯示幅度和相位。傅里葉分析儀是實(shí)時(shí)式頻譜分析儀,其基本工作原理是把被分析的模擬信號(hào)經(jīng)模數(shù)變換電路變換成數(shù)字信號(hào)后,加到數(shù)字濾波器進(jìn)行傅里葉分析;由中央處理器控制的正交型數(shù)字本地振蕩器產(chǎn)生按正弦律變化和按余弦律變化的數(shù)字本振信號(hào),也加到數(shù)字濾波器與被測(cè)信號(hào)作傅里葉分析。正交型數(shù)字式本振是掃頻振蕩器,當(dāng)其頻率與被測(cè)信號(hào)中的頻率相同時(shí)就有輸出,經(jīng)積分處理后得出分析結(jié)果供示波管顯示頻譜圖形。正交型本振用正弦和余弦信號(hào)得到的分析結(jié)果是復(fù)數(shù),可以換算成幅度和相位。分析結(jié)果也可送到打印繪圖儀或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口與計(jì)算機(jī)相連。
頻譜分析儀的技術(shù)指標(biāo)
頻譜分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)有頻率范圍、分辨力、分析譜寬、分析時(shí)間、掃頻速度、靈敏度、顯示方式和假響應(yīng)。
1、頻率范圍:頻譜分析儀進(jìn)行正常工作的頻率區(qū)間?,F(xiàn)代頻譜儀的頻率范圍能從低于1赫直至300吉赫。
2、分辨力:頻譜分析儀在顯示器上能夠區(qū)分最鄰近的兩條譜線之間頻率間隔的能力,是頻譜分析儀最重要的技術(shù)指標(biāo)。分辨力與濾波器型式、波形因數(shù)、帶寬、本振穩(wěn)定度、剩余調(diào)頻和邊帶噪聲等因素有關(guān),掃頻式頻譜分析儀的分辨力還與掃描速度有關(guān)。分辨帶寬越窄越好。現(xiàn)代頻譜儀在高頻段分辨力為10~100赫。
3、分析譜寬:又稱頻率跨度。頻譜分析儀在一次測(cè)量分析中能顯示的頻率范圍,可等于或小于儀器的頻率范圍,通常是可調(diào)的。
4、分析時(shí)間:完成一次頻譜分析所需的時(shí)間,它與分析譜寬和分辨力有密切關(guān)系。對(duì)于實(shí)時(shí)式頻譜分析儀,分析時(shí)間不能小于其最窄分辨帶寬的倒數(shù)。
5、掃頻速度:分析譜寬與分析時(shí)間之比,也就是掃頻的本振頻率變化速率。
6、靈敏度:頻譜分析儀顯示微弱信號(hào)的能力,受頻譜儀內(nèi)部噪聲的限制,通常要求靈敏度越高越好。動(dòng)態(tài)范圍指在顯示器上可同時(shí)觀測(cè)的最強(qiáng)信號(hào)與最弱信號(hào)之比?,F(xiàn)代頻譜分析儀的動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)80分貝。
7、顯示方式:頻譜分析儀顯示的幅度與輸入信號(hào)幅度之間的關(guān)系。通常有線性顯示、平方律顯示和對(duì)數(shù)顯示三種方式。
8、假響應(yīng):顯示器上出現(xiàn)不應(yīng)有的譜線。這對(duì)超外差系統(tǒng)是不可避免的,應(yīng)設(shè)法抑止到最小,現(xiàn)代頻譜分析儀可做到小于-90分貝毫瓦。
綜上所述,頻譜分析儀是研究電信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)的儀器,并且頻譜分析儀的應(yīng)用在我們的生活中是非常廣泛的,因此我們要積極汲取頻譜分析儀先進(jìn)知識(shí),才能在激烈的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地!
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