中心議題：

• 頻譜儀的電平刻度的轉換和阻抗匹配問題
• 頻譜分析儀防過載
• 選擇合適的中頻帶寬測試

解決方案：

• 采用中頻替代法
• 輸入衰減器不宜放在0dB的位置

頻譜分析儀是一種應用廣泛的信號分析儀器。它可用來測量信號的頻率、電平、波形失真
、噪聲電平、頻譜特性等，加上標準天線還可用來測量場強。它的主要特點是：能寬頻帶連續掃描，並將測得的信號在CRT屏上直觀地顯示出來。在整個頻段內，電平顯示範圍大於70dB，在(zai)無(wu)線(xian)電(dian)電(dian)波(bo)測(ce)量(liang)中(zhong)可(ke)以(yi)很(hen)方(fang)便(bian)地(di)看(kan)出(chu)頻(pin)譜(pu)占(zhan)用(yong)和(he)信(xin)號(hao)活(huo)動(dong)情(qing)況(kuang)

，所(suo)以(yi)在(zai)很(hen)多(duo)場(chang)合(he)，頻(pin)譜(pu)儀(yi)正(zheng)在(zai)替(ti)代(dai)場(chang)強(qiang)儀(yi)成(cheng)為(wei)電(dian)波(bo)測(ce)量(liang)中(zhong)一(yi)種(zhong)新(xin)的(de)被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)的(de)儀(yi)器(qi)。但(dan)必(bi)竟(jing)二(er)者(zhe)設(she)計(ji)上(shang)有(you)差(cha)異(yi)，因(yin)此(ci)使(shi)用(yong)側(ce)重(zhong)麵(mian)應(ying)有(you)所(suo)有(you)同(tong)，否(fou)則(ze)將(jiang)會(hui)帶(dai)來(lai)很(hen)大(da)的(de)測(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)。

一
、電平刻度的轉換和阻抗匹配問題

通常，頻譜儀的顯示刻度單位是dBm

，而在場強測量和有關電波傳播問題討論中，習慣采用dBμv/m為wei單dan位wei，因yin此ci首shou先xian就jiu有you一yi個ge單dan位wei轉zhuan換huan問wen題ti。實shi際ji上shang場chang強qiang測ce量liang就jiu是shi標biao準zhun天tian線xian端duan感gan應ying電dian壓ya的de測ce量liang，因yin此ci隻zhi要yao將jiang頻pin譜pu儀yi的de讀du數shu換huan算suan成cheng電dian壓ya單dan位wei，加jia上shang天tian線xian的de天tian線xian係xi數shu即ji可ke求qiu得de待dai測ce場chang強qiang。

頻譜儀的單位換算係數隨其輸入阻抗的不同而不同，對於50Ω係統
，

VdBuV=PdBm+107dB而對於75Ω係統，則VdBuV=PdBm+108.8dB

xiandaipinpuyiduocaiyongweijichuli，xianshikedukeyizidongzhuanhuan。zaishijiceliangzhongyaotebiezhuyitianxianzukangyuceshixitongdepipeiwenti，bimianchanshengshipeiwucha。youyupinpuyizaishiyongzhongshijinxingkuandaisaomiao，suoyisuoyongtianxianyaoqiuyedoushikuandaitianxian
，erkuandaitianxiandeVSWR一般都較大
，如果與頻譜儀聯接的不是匹配天線，則要對所用天線的天線係數重新校對。

在實際測量中，輸入衰減器不宜放在0dB的位置，如果衰減器置0，輸入信號直接接到混頻器上，則阻抗特性變差
，造成較大的失配誤差。

二、防止頻譜分析儀過載

一般測試接收機的輸入端都有帶有調諧式高放電路，以抑製帶外信號


，提高靈敏度。

而er頻pin譜pu分fen析xi儀yi由you於yu其qi寬kuan帶dai連lian續xu快kuai速su掃sao描miao的de特te性xing，輸shu入ru端duan一yi般ban都dou直zhi接jie接jie到dao第di一yi混hun頻pin器qi上shang。當dang信xin號hao電dian平ping較jiao高gao時shi，混hun頻pin器qi工gong作zuo在zai非fei線xian性xing變bian頻pin狀zhuang態tai，將jiang產chan生sheng高gao階jie互hu調tiao和he混hun頻pin增zeng益yi壓ya縮suo，而er且qie過guo高gao的de電dian平ping（一般大於5dBm）將燒壞混頻器，故在使用中要合理地選擇射頻衰減器以確保線性工作狀態。

為wei使shi混hun頻pin器qi進jin行xing線xian性xing變bian頻pin，中zhong頻pin放fang大da器qi進jin行xing線xian性xing放fang大da，使shi示shi波bo屏ping上shang出chu現xian的de假jia響xiang應ying電dian平ping縮suo至zhi最zui小xiao，這zhe就jiu要yao求qiu加jia在zai混hun頻pin器qi上shang的de輸shu入ru信xin號hao功gong率lv越yue小xiao越yue好hao；而為了擴大測量電平的動態範圍，則要求輸入功率越大越好。為此對輸入信號電平的選擇有如下三個規定：

（1）最zui佳jia輸shu入ru信xin號hao電dian平ping在zai頻pin譜pu儀yi輸shu入ru混hun頻pin器qi上shang輸shu入ru信xin號hao時shi，使shi所suo產chan生sheng的de失shi真zhen電dian平ping小xiao於yu某mou個ge規gui定ding電dian平ping時shi的de輸shu入ru信xin號hao電dian平ping叫jiao最zui佳jia輸shu入ru電dian平ping。它ta隨sui混hun頻pin器qi的de構gou造zao不bu同tong而er有you所suo不bu同tong
，通tong常chang頻pin譜pu儀yi的de最zui佳jia輸shu入ru電dian平ping是shi-30dBm。用這樣的電平輸入時
，規定頻譜儀產生的失真電平和假響應電平小於-90dBm，即在-30dBm到-90dBm間出現的信號是真正的信號，這時
，顯示器的動態範圍有60dB。

（2）線性輸入信號電平

，使輸入混頻器的特性保持線性的最大輸入信號電平叫線性輸入電平。所謂“線性”，是指允許輸入混頻器有1dB的增益壓縮。增益壓縮1dB,約產生12.2%的誤差。當加到混頻器的信號電平在線性輸入電平範圍內時，則增益壓壓縮小於1dB，這zhe並bing不bu意yi味wei著zhe在zai頻pin譜pu儀yi顯xian示shi器qi上shang不bu同tong生sheng失shi真zhen響xiang應ying和he假jia響xiang應ying。隻zhi有you當dang輸shu入ru到dao混hun頻pin器qi的de信xin號hao功gong率lv等deng於yu最zui佳jia輸shu入ru電dian平ping時shi，在zai示shi波bo屏ping上shang才cai不bu出chu現xian假jia響xiang應ying。通tong常chang
，頻pin譜pu儀yi的de線xian性xing輸shu入ru電dian平ping是shi-5dBm到-10dBm，視輸入混頻器的特性而定。

（3）zuidashurudianpingpinpuyishuruhuideshaohuidianpingjiaopinpuyidezuidashurudianping。tayoushurushuaijianqihehunpinqidetexingjueding。shuruhunpinqideshaohuidianpingdedianxingzhishi+10dBm，輸入衰減器的燒毀電平是+30dBm。
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zaishijiceliangzhong
，weishiceliangbushizhen
，huoshijiaxiangyingdianpingjianzhizuixiao
，yingjingchangshiyongzuijiashurudianping。jiushuruduanshidangedaxinhaoeryan。caiyongzuijiashurudianping，jianghuidedaojiaomanyideceliangjieguo。dandangshuruduancunzaiduogegaodianpingxinhaoshi，jishizhexiexinhaokenengzaipinpuyidegongzuopindaiwai
，zhongyinshuruduanmeiyouxuanzexing
，zhexiexinhaogonglvdediejiahenrongyishihunpinqiguozaichanshenggaojiejiaohutiaoshizhen，congerchanshengjiaxiangying，yinciyoubiyaoduisuocexinhaoyiwaidexinhaogonglvjiayishuaijian，zuihaodebanfashijiayigegenzong濾波器，即預選器，如美國HP公司和西德R/S公司都有為其頻譜儀配套的預選器。

有些頻譜分析儀沒有配套的預選器
，但可根據測量頻段加固定的帶通濾波器。此時，用頻譜分析儀和跟蹤信號發生器對通帶內波動、插cha入ru損sun耗hao仔zai細xi進jin行xing測ce量liang並bing一yi一yi記ji錄lu下xia來lai，在zai測ce量liang場chang強qiang時shi計ji入ru到dao天tian線xian校xiao正zheng係xi數shu去qu。如ru果guo連lian帶dai通tong濾lv波bo器qi也ye沒mei有you，那na麼me可ke按an照zhao所suo測ce頻pin段duan配pei置zhi合he適shi的de高gao通tong濾lv波bo器qi。實shi踐jian證zheng明ming
，強qiang電dian台tai及ji電dian磁ci幹gan擾rao大da多duo集ji中zhong在zai中zhong
、短波及調頻波段
、VHF低端
，在采用高通濾波器後

，可把被測頻段以下的信號衰減40dB以上，這樣可大大減少互調、交調失真。

檢驗混頻器是否工作在最佳狀態，可以采用射頻衰減器增加10dB，顯示減少10dB的方法驗證。通常，-30~-35dBm為混頻器的最佳工作狀態，即頻譜儀的最佳輸入電平為-30~-35dBm。最佳輸入電平的擇定為以後進一步的精確測量打下了良好基礎。

三、選擇合適的中頻帶寬

頻譜儀的中頻帶寬（又稱分辨率帶寬）很多，從1MHz到1kHz以下約有10檔左右。

但由於頻譜儀的連續掃描特性，它的濾波器是高斯型的矩形係數較大
，一般60dB：3dB帶寬為10:1。而測試接收機的中頻濾波器矩形係數較小，一般60dB:6dB帶寬為2:1（一般測試接收機為雙調諧回路，且B3=0.8B6）。頻譜儀的噪聲係數較大，典型值為19dB
，因此在頻帶寬相同的情況下
，頻譜儀的噪聲電平比測試接收機高。

了解這些不同後，就可以根據實測情況及所測信號的特點
，選擇合適的中頻帶寬。如

果要測量間隔25KHz的兩相鄰信號
，若它們的電平相差不大
，則用10KHz的中頻帶寬就可以區分兩信號。如果電平相差較大
，則必須用3kHz或1kHz的de中zhong頻pin帶dai寬kuan才cai能neng區qu分fen兩liang信xin號hao。在zai選xuan擇ze中zhong頻pin帶dai寬kuan時shi
，還hai應ying注zhu意yi掃sao描miao時shi間jian，太tai快kuai會hui使shi濾lv波bo器qi來lai不bu及ji響xiang應ying
，導dao致zhi測ce量liang不bu準zhun。有you些xie頻pin譜pu儀yi有you自zi動dong調tiao節jie功gong能neng，特te別bie是shi現xian代dai較jiao先xian進jin的de它ta可ke將jiang掃sao描miao時shi間jian自zi動dong調tiao節jie到dao與yu掃sao描miao頻pin寬kuan
、中頻帶寬相適應。若是手動調節的
，應注意一旦中頻帶寬改變，掃描時間也要相應地變化，以保證準確測量。

如ru果guo要yao測ce量liang較jiao弱ruo信xin號hao
，就jiu要yao減jian小xiao中zhong頻pin帶dai寬kuan，使shi頻pin譜pu儀yi的de噪zao聲sheng電dian平ping低di於yu被bei測ce信xin號hao。頻pin譜pu儀yi一yi般ban給gei出chu最zui小xiao中zhong頻pin帶dai寬kuan以yi下xia的de平ping均jun噪zao聲sheng電dian平ping
，中zhong檔dang頻pin譜pu儀yi的de典dian型xing值zhi為wei-115dBm。為保證測量結果有效，應使信噪比優於6dB
，故它可測量的最小電平為-109dBm即-2dBμV。實際上可測的最小電平還受到頻譜儀雜散響應指標的影響，而且當被測信號小於1μV時，通過機殼
、電源線等引入幹擾會使測量結果不可靠。

四、怎樣保證測量精度

測試接收機都裝有標準脈衝振蕩器，以便在測量狀態
，如頻率、衰減器
、中頻帶寬改變時隨時可進行校準。其測量精度主要由標準振蕩器的準確度及輸入失配誤差來決定
，一般為±2dB。

頻譜儀係采用固定頻率的標準信號進行校準，當測量頻率不同時就會產生誤差。同時，射頻衰減器參考電平
、中頻帶寬、顯示刻度等的改變都會產生誤差。對於現代頻譜儀這些誤差一般為：

校準信號絕對誤差±0.3dB

頻率響應（包括輸入失配）±0.5~2dB

射頻衰減器改變1~2dB

參考電平改變0.5dB

中頻帶寬改變0.5~1dB

顯示刻度改變1dB

CRT顯示非線性誤差1~2dB

粗看起來，這些誤差相加超過4.5dB，

danshijishangyuceliangfangfayouhendaguanxi。celiangshi，runengbaochiyuxiaozhunshideyiqishezhizhuangtaiyiyang，jiukeshiwuchajianzhizuixiao。yibanshicaiyongzhongpintidaifa，jizaibugaibianzhongpindaikuanjixianshikedudeqingkuangxia，tongguogaibiancankaodianping。shixiaozhunxinhaodianpingyubeicexinhaodianpingdengyuxiangyingdecankaodianpingshi，zebeicexinhaodianpingzhidengyuxiaozhunxinhaodianpingzhijiashangcankaodianpingdegaibianliang。zhidezhuyideshi，celiangshibaochixinzaobidayu12dB
，這種測量的誤差僅取決於整個誤差的前四項可達到±2dB。