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分析儀選購疑問解答分析

作者: 時間:2011-02-11 來源:網(wǎng)絡 收藏

目前,市場上有許多可供選擇的,有些具備非常特殊的專業(yè)用途,有些則提供了較多的通用射頻測量能力;有些被稱為頻譜,有些則被稱為信號。這些分析儀都是用來測量和顯示信號頻率與幅度之間的關系的。如何在眾多型號的分析儀中選擇合適的一款需要多方面的考慮,本文將為您解答在挑選市場上各種分析儀時所遇到的疑問,并幫助您做出正確的選購決定。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/195110.htm

  性價比分析

  分析儀的價格部分取決于它的成本。如果設計分析儀時采用低成本的組件,那么它的價格可能是比較誘人的。但是,通常情況下它的性能就會十分有限。性能取決于什么呢?混頻器、LO放大器、模/數(shù)轉換器、FPGA/ASIC和微處理器的選擇都會影響到產(chǎn)品最終的成本和性能。舉例來說,單回路局部振蕩器的設計成本通常是比較劃算的,但是,它卻可能產(chǎn)生較大的相位噪聲失真,導致無效的測量結果。另外,如果單從成本的角度,那么,便宜的微處理器似乎非常吸引人,但是如果把分析儀中所有的DSP都換用這種微處理器來進行解調工作,那么頻譜分析儀的運行速度將變得非常慢。

  下面給出了一些在保持成本的前提下提高產(chǎn)品性能的新方法,通過這些方法可以很好地控制產(chǎn)品價格。

  ● 是否采用掃描方式:許多傳統(tǒng)的分析儀廠商仍然使用掃描式體系架構。盡管這種架構非常適合于微波和毫米波頻譜的分析,但是許多新型的射頻分析儀不再采用這種傳統(tǒng)的掃描式系統(tǒng),而采用信號處理測量技術實現(xiàn)了類似的(多數(shù)情況下更好的)測量功能。帶有頻譜分析功能的吉時利2810型矢量信號分析儀就是這類新型產(chǎn)品中極好的一個例子。

  ● 測量速度:當購買分析儀時,您可能會問測量數(shù)據(jù)是如何處理的,有的儀器為了快速產(chǎn)生測量結果而采用了多個處理器,有的分析儀則采用FPGA或ASIC來進行測量,主處理器僅處理常規(guī)事務,還有一些儀器僅僅使用一個微處理器來完成所有的工作。顯而易見,雖然最后一種方案對廠商來說是最節(jié)約成本的,但是它在處理比較復雜的調制信號時速度將慢得讓人無法忍受。吉時利的2810采用了基于DSP IQ測量引擎的獨特高速架構,為業(yè)界提供了高性能的測量產(chǎn)品。

  頻率范圍

  沒有必要購買那些頻率范圍超出您所需要的分析儀。分析儀的頻率范圍是其價格的主要決定因素之一。大多數(shù)分析儀的頻率范圍在2.5GHz、6GHz、13GHz和26GHz左右。高性能的分析儀頻率通常能達到50GHz。如果只是對無線通信產(chǎn)品或者工作在ISM波段的產(chǎn)品(例如802.11b/g無線局域網(wǎng)設備)進行測試,那么最高頻率低于3GHz的分析儀通常是最劃算的。

  載波(CW)測量

  讓我們看一看圖1中一種簡化的頻譜分布情況。圖中有兩個信號:一個是載波,另一個是較小的干擾信號。載波有許多特性,包括幅值、頻率、相位噪聲和寬帶噪聲。幅值是由設備在特定的頻率下發(fā)出的頻譜能量。相位噪聲(表現(xiàn)為信號的邊帶特性)體現(xiàn)的是信號的穩(wěn)定或純凈程度。通常,產(chǎn)品的局部振蕩器會對信號的相位噪聲產(chǎn)生影響。例如:在圖1的左邊能觀察到一個干擾信號,即寄生信號。該信號可能是由緊鄰的大功率發(fā)射器所引起的,也可能是從系統(tǒng)的其他部分產(chǎn)生的,例如來源于微處理器的時鐘。

  

基本的信號特征

  圖1 基本的信號特征

  幅值測量

  幅值測量的效果越好,結果就越可靠或可信。在選擇分析儀時,我們不要局限于測量精度低于0.6dB或者頻率低于3GHz的分析儀。

  噪聲測量與低電平信號

  在測量噪聲和/或低電平信號時,必須確保分析儀有前置放大器,而且還要考慮分析儀的測量架構。通常,分析低電平信號意味著要設定一個非常窄的信號范圍。當在比較窄的范圍內對多種分析儀的速度進行比較時,就會發(fā)現(xiàn)掃描式分析儀的速度是相當慢的,而采用了數(shù)字信號處理器的分析儀就不會出現(xiàn)這種問題。最后,您可能想在一定的帶寬范圍內給出噪聲密度的測量結果。與其他分析儀只是將高斯成形濾波器的分辨帶寬定義在3dB不同的是,吉時利的2810能夠指定濾波器的噪聲帶寬,從而非常適合進行這種類型的測量。

  交調測量

  這種類型的測量主要測量的是特定的信號條件下分析儀或系統(tǒng)所產(chǎn)生的失真。通過圖2我們可以看到儀器的激勵是兩個載波信號或雙音信號。這個雙音信號導致儀器產(chǎn)生失真,在頻域內可以清楚地看到輸入雙音信號左右兩邊的兩個失真產(chǎn)物。由于分析儀也是一個信號接收器,在其信號通路中包含有源器件,因此分析儀也可能會產(chǎn)生這種類型的失真,從而導致測量失效。驗證信號完整性的一種簡便方法是增加分析儀的衰減設置。如果在增加衰減時,信號幅值會減少,那么這個結果是由分析儀產(chǎn)生的;如果改變衰減值對信號幅值沒有影響,那么測量就是有效的。當增加衰減值的時候,本底噪聲電平也會增加同樣大小的分貝值。這就是載波幅值在不同衰減水平下保持不變的原因。然而,本底噪聲電平的增加可能意味著噪聲信號掩蓋了交調結果。

  

 雙音信號(非線性放大器失真)

  圖2 雙音信號(非線性放大器失真)

  為了獲得最佳的測量性能,微調衰減步長非常重要。大幅度的衰減步長只能夠對本底噪聲電平進行10dBs的調整,這樣會很快掩蓋掉待測信號。


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關鍵詞: 分析儀 分析

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