影響頻譜分析儀頻率分辨率的因素
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2．2．1 殘留調(diào)頻對(duì)頻率分辨率的影響
殘留調(diào)頻是描述本振穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo)，對(duì)于一般的2～6 GHz調(diào)諧的微波鐵氧體器件(Yttrium Iron Garnet，YIG)微波振蕩器，其殘留調(diào)頻大約為1 kHz或更大。中頻出現(xiàn)這種不穩(wěn)定性很難判斷是出自信號(hào)本身還是本振，因?yàn)榧词馆斎胄盘?hào)頻率是不變的，但由于本振信號(hào)的頻率變化在顯示器上也將直接表現(xiàn)輸入信號(hào)的頻率變化，根本無法確定是信號(hào)頻率變化，還是本振信號(hào)頻率變化引起的。本振殘留調(diào)頻的影響在RES BW很寬時(shí)是看不到的，由于本振殘留調(diào)頻引起的響應(yīng)曲線變化都隱藏在中頻濾波器帶寬之內(nèi)，只有當(dāng)RES BW小于本振剩余調(diào)頻的峰一峰寬度時(shí)才有明顯的顯示，如圖5所示。當(dāng)RES BW設(shè)置很小時(shí)，頻譜邊緣粗糙而不規(guī)則，出現(xiàn)尖峰，這就是殘余調(diào)頻。由此可見，頻譜分析儀的殘留調(diào)頻決定了可允許的最小分辨率帶寬，同樣也決定了等幅信號(hào)的最小間隔。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/194774.htm
鎖相本振作為參考源可提高殘留調(diào)頻指標(biāo)，也降低了最小可允許的分辨率。高性能的頻譜分析儀價(jià)格較高，因?yàn)樗捎酶咝阅苕i相本振源，具有較低的殘留調(diào)頻和較小的最小分辨率帶寬。
結(jié)論：頻譜儀的最小分辨帶寬，在一定程度上是由本地振蕩器的穩(wěn)定性決定的，低成本的本地振蕩器：RES BW可達(dá)到1 kHz，中等性(穩(wěn)頻)能本地振蕩器：RES BW可達(dá)到100 Hz，高性能(頻率合成技術(shù))本地振蕩器：RES BW可達(dá)到1Hz。
2．2．2 本振相位噪聲對(duì)頻率分辨率的影響
由于頻譜分析儀的本振信號(hào)頻率不可能是絕對(duì)的穩(wěn)定，總是有一定的頻率抖動(dòng)，這種隨機(jī)的頻率變化稱為相位噪聲(或邊帶噪聲)。相位噪聲是由本振頻率不穩(wěn)定引起的，其值是本振頻率穩(wěn)定度的函數(shù)，本振頻率越穩(wěn)定相位噪聲越小，當(dāng)頻譜分析儀的RES BW設(shè)置較寬時(shí)，相位噪聲信號(hào)將隱藏在濾波器的響應(yīng)帶寬曲線之下。因此，測(cè)量頻譜分析儀的相位噪聲一般在中頻濾波器RES BW設(shè)置為最窄的條件下測(cè)量。本振相位噪聲主要影響不同幅度的頻率分量之間是否可分辨，分辨兩個(gè)頻率接近信號(hào)的前提是相位噪聲不能淹沒小信號(hào)。相位噪聲顯示和分辨率帶寬RBW相關(guān)，降低分辨率帶寬RBW，可降低相位噪聲顯示值。由于相位噪聲的影響，頻率相近的信號(hào)，特別是幅度遠(yuǎn)小于另一信號(hào)的頻率相近的信號(hào)將隱藏在大信號(hào)的響應(yīng)曲線之內(nèi)，使其無法分辨，只有將RES BW設(shè)置足夠小，降低相位噪聲顯示值，才能分辨出小信號(hào)。圖6為相位噪聲對(duì)不等幅信號(hào)分辨率的影響。
結(jié)論：信號(hào)在頻譜顯示的噪聲邊帶來源于本振的頻率不穩(wěn)定性，這個(gè)噪聲可能掩蓋靠近載波低電平信號(hào)。剩余調(diào)頻和中頻濾波器帶寬等對(duì)非等幅信號(hào)的頻率分辨也是有影響的，但頻譜分析儀的相位噪聲是其所能測(cè)量非等幅信號(hào)頻率分辨率的極限值。
3 結(jié)語
本文對(duì)中頻濾波頻率選擇性、分辨率帶寬RESBW、本地振蕩器的殘留調(diào)頻和相位噪聲等參數(shù)進(jìn)行了仔細(xì)解析，使讀者從理論上理解這些參數(shù)的定義和它們與頻譜分析儀頻率分辨率之間的關(guān)系。在選購(gòu)頻譜時(shí)，可根據(jù)實(shí)際測(cè)量要求選擇合適的頻率選擇性和本地振蕩器的性能，因?yàn)轭l譜儀一旦選定，頻率選擇性和振蕩器的性能是無法改變的。在實(shí)際測(cè)量中可以通過調(diào)整分辨率帶寬取得科學(xué)測(cè)試結(jié)果，兩等幅信號(hào)的間隔大于或等于所選用分辨率濾波器的寬度，2個(gè)等幅信號(hào)就可以分辨出來了，對(duì)于測(cè)量幅度不等而頻率又比較靠近的信號(hào)，在具體測(cè)試時(shí)除了考慮分辨率帶寬RES BW，還需考慮頻率選擇性，頻率選擇性越小，對(duì)不等幅信號(hào)的分辨能力越強(qiáng)。
評(píng)論