頻譜分析儀的視頻濾波器帶寬如何選擇

頻譜分析儀用戶有可能使用過頻譜分析儀的一項功能——視頻濾波器寬帶 （VFB），但并不真正理解它的含義。大多數用戶有可能僅僅模模糊糊知道該功 能大概是用于什么，或怎樣利用它獲取最佳的結果。因此，一般情況下，VFB一 直保持著它的默認狀態(tài)，盡管該狀態(tài)并不是最壞的設置，但也有可能不是最優(yōu) 的。通過理解VFB的正確使用方法，大多數頻譜分析儀的測量都能夠得到大大改善。
不合適的VFB設置可能引起極大的測量誤差，因此，了解何時需要改變VFB的設置就非常重要（特別是當默認的設置有可能引起麻煩時）。VFB設置的正確 使用可以保證完成最佳的測量。
頻譜分析儀中的視頻濾波器僅與顯示有關，更準確地說，與分析儀屏幕上 顯示有關.VFB是指放大顯示信號的電路（或濾波器）的帶寬，該電路的準確命名是檢波器后電路，因為視頻濾波器接在檢波器之后，而大多數頻譜分析儀用 戶熟知的分辨率濾波器則位于檢波器的前面。
非常窄的檢波器后帶寬等效于一個平均電路，因此，視頻濾波器有時也當 作一個信號平均器使用。不管怎樣描述或使用，VFB要與分辨率帶寬（RB）一起 理解，否則，VFB值沒有任何意義。例如，10KHz寬的VFB既可以認為寬也可以 認為窄，這要根據分辨率帶寬濾波器而定，若RB濾波器設置為1KHz，10KHz的VFB認為是寬；但若RB設為1MHz，10KHz的VFB就認為是窄。VFB通常要同RB濾波器一起考慮（以比值形式），該比值應根據欲顯示的信號類型以及要完成或測 量的參數而定。
一般的默認設置是將VFB設為與RB相等，RB是獨立變量，而VFB要根據RB的設置而變。因此，只要保持默認設置，當分辨率帶寬變化時，VFB隨之而變，但VFB的變化并不影響RB的設置。一旦VFB單獨變化，就不再是默認設置（耦合或自動位置），不再受RB變化的影響。為什么要使VFB比RB寬一些或窄一些呢?有 兩方面的原因：一是滿足特殊信號類型的顯示需要，二是與先進的頻譜分析過程有關。頻譜分析儀通常測量三種基本的信號類型——正弦波、脈沖和那些碼分多址 （CDMA）和正交幅度調制（QAM）中使用的或其它隨機或偽隨機分布的隨機信 號。VFB的設置對純正弦波沒有什么意義，雖然隨著VFB降低、測量時間將增 加，但VFB的變化對信號顯示沒有什么影響。因此，除非有更好的原因，沒有必 要將VFB設置得比RB小一點。可能的原因是正弦波信號的噪聲問題，當有噪聲 時，較窄的VFB可以平滑噪聲，使正弦波的顯示更好一些。通常，對于正弦波信號，最好是保留VFB的默認設置。
脈沖信號需要較寬的VFB以進行最好和最精確的測量和顯示。有些頻譜分析儀用戶認為3：1的VFB/RB比足夠了，而有些人則認為需要10：1，作者認為5：1的比值就相當夠了。不過，默認的1：1比值也能提供可接受的測試結果，大多數人仍然保持默認的設置。但是，若是做到VFB與RB不`相關，并且使之寬于RB，能得到最準確的頻譜顯示和測量結果。
隨機信號的變化性帶來了測量問題，其頻譜在每次掃描時都發(fā)生變化，獲 得穩(wěn)定的可重復顯示的最簡單方法是將信號通過一個較窄的VFB進行顯示平滑。 此處的“窄”通常是指至少采用100：1的RB/VFB比，為了得到更高準確度的結果，該比值還有可能為1000：1或更高，這意味著當RB為10KHz時，將VFB設為10Hz一點也不奇怪。不過，非常窄的VFB將大大增加測量時間，只有必要時才使用。
在進行先進的測量時，VFB有可能時寬時窄以完成復雜的測量過程。具體如何設置不能在一般意義上討論，每種方法都不同，同時取決于要完成的測量任 務。以下舉兩個例子以說明這種觀點。
非常窄的VFB可作為平均電路，對于脈沖信號的平均值取決于占空系數，即通斷比。因此，1μs寬的脈沖寬度和1KHz的脈沖重復頻率（PRF）就有1000：1的占空系數比，平均指將為峰值下20log(1000)=60dB。
另一個例子是脈沖信號采用較寬的VFB設置。此時，感興趣的是顯示和測量調制脈沖信息，測量時要使用頻譜分析儀的零頻寬方式，即將分析儀的整個屏 幕設置為僅顯示一個頻率，這樣就能得到檢波或解調的時域顯示波形。