正確理解頻譜分析儀的技術(shù)指標(biāo)

　　更糟糕的是，為某項(xiàng)任務(wù)選擇最為合適的分析儀可能是個(gè)很大的難題，當(dāng)你的上司不明白這一選擇過(guò)程為什么不只是對(duì)一兩份制造商產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)上的價(jià)格和一些參數(shù)進(jìn)行比較而已時(shí)，尤其是這樣。對(duì)于以下情況，有所了解的工程師不多，有所了解的經(jīng)理就更少：頻譜分析儀說(shuō)明書(shū)常常隱藏著其沒(méi)有給出的數(shù)據(jù)，產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)上最重要的信息可能是頻譜分析儀制造商沒(méi)有說(shuō)出的關(guān)鍵內(nèi)容。舉例來(lái)說(shuō)，作為最壞的情況，有些制造商僅僅提供其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手給出的典型參數(shù)值。

　　此外，測(cè)試條件對(duì)技術(shù)規(guī)范有極大的影響，而制造商卻希望你認(rèn)為技術(shù)規(guī)范與這些測(cè)試條件無(wú)關(guān)。附文《射頻頻譜分析儀的1dB增益壓縮點(diǎn)》闡述了一份如此奇怪的技術(shù)規(guī)格。增益壓縮可以量化一個(gè)你并不想測(cè)量其振幅和頻率的干擾信號(hào)對(duì)你正在研究某個(gè)信號(hào)的已測(cè)振幅的影響。

　　大多數(shù)供應(yīng)商都懂得，如果你沒(méi)有使用過(guò)打算購(gòu)買(mǎi)的同一型號(hào)系列中的任何一種頻譜分析儀，則你對(duì)該頻譜分析儀的評(píng)價(jià)至少要花兩個(gè)星期的時(shí)間，也許還會(huì)長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月。理想的做法是，你要將兩件頂級(jí)備選產(chǎn)品的演示設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室中挨個(gè)放置整整一個(gè)月。這樣，你就可以在不僅相同的，而且還與你的應(yīng)用相關(guān)的條件下將兩者進(jìn)行比較。在實(shí)踐中，有時(shí)候會(huì)需要花一個(gè)月的時(shí)間才獲得必要的設(shè)備，然后進(jìn)行這樣的評(píng)價(jià)。現(xiàn)代頻譜分析儀設(shè)計(jì)中簡(jiǎn)化頻譜分析儀的評(píng)估和使用，有些儀器中有自動(dòng)設(shè)置功能，可用來(lái)進(jìn)行各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定的適用于各種無(wú)線通訊協(xié)議的測(cè)試。（參考文獻(xiàn)1）

　　售后服務(wù)很重要

　　你經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)，評(píng)估和使用頻譜分析儀需要一些附件，例如分離器、定向耦合器等等。如果你沒(méi)有這些必要的附件，或者制造商和銷(xiāo)售商不能及時(shí)提供，則你所在地區(qū)內(nèi)儀器制造商的現(xiàn)場(chǎng)工程師會(huì)將這些附件租借給你。

　　你可能會(huì)認(rèn)為，為這類(lèi)客戶(hù)服務(wù)的代價(jià)太高，這種服務(wù)方式本應(yīng)在十年前就不復(fù)存在，或者說(shuō)僅適用于最大的公司。然而，頻譜分析儀的制造商認(rèn)為售后服務(wù)好就會(huì)帶來(lái)生意好，他們從未停止過(guò)這種服務(wù)。制造商已經(jīng)將服務(wù)費(fèi)用包括在產(chǎn)品的價(jià)格框架中。由于一家公司很可能購(gòu)買(mǎi)不止一臺(tái)頻譜分析儀，但是僅需要對(duì)其第一臺(tái)提供支持的概率很高，制造商就會(huì)有很多機(jī)會(huì)收回技術(shù)支持費(fèi)用，或者向重購(gòu)顧客提供具有吸引力的折扣。盡管便攜式頻譜分析儀的售價(jià)常常低于一萬(wàn)美元，有些手提式頻譜分析儀的價(jià)格還要低得多，但高性能射頻頻譜分析儀（亦即寬帶低噪聲頻譜分析儀）的售價(jià)往往相當(dāng)昂貴。許多高檔頻譜分析儀的售價(jià)都在3萬(wàn)美元以上。

　　用戶(hù)對(duì)一臺(tái)設(shè)備難以進(jìn)行評(píng)估，這對(duì)被用戶(hù)選中的制造商來(lái)說(shuō)是有利的。產(chǎn)品復(fù)雜再加上反復(fù)向客戶(hù)銷(xiāo)售，就有可能既對(duì)客戶(hù)有利又對(duì)制造商有利。在付出這么多的時(shí)間評(píng)估產(chǎn)品、弄明白如何利用產(chǎn)品獨(dú)特功能和學(xué)會(huì)如何處理產(chǎn)品的故障之后，一位對(duì)服務(wù)感到滿(mǎn)意的客戶(hù)大概會(huì)再買(mǎi)所選中制造商的更多的產(chǎn)品?？蛻?hù)更換制造商則又要進(jìn)行很大的投資和花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間才能了解另一種復(fù)雜產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。

　　混頻

　　頻譜分析儀的工作原理被稱(chēng)為混頻、外差或者變頻式的。從根本上說(shuō)，混頻就是倍頻，是一種固有非線性處理方法。頻譜分析儀將輸入信號(hào)（其頻率為fIN——是fIN1～fIN2范圍內(nèi)任何頻率的簡(jiǎn)寫(xiě)）和頻率為fLO的可變頻率LO(本機(jī)振蕩器)的信號(hào)混合，產(chǎn)生一個(gè)頻率為fIF的IF（中頻）信號(hào)。通常，fLO=fIN+fIF，也就是說(shuō)，本機(jī)振蕩器的頻率高于輸入信號(hào)頻率，但是采用fLO=fIN-fIF的設(shè)計(jì)也是可能的。一臺(tái)經(jīng)典的頻譜分析儀對(duì)fLO進(jìn)行掃描，所以在一個(gè)很短的時(shí)間段內(nèi)，混頻輸出信號(hào)代表了fIN1～fIN2頻段內(nèi)的輸入信號(hào)。然后，頻譜分析儀對(duì)混頻器輸出信號(hào)的包絡(luò)進(jìn)行檢波（除去輸出信號(hào)中的fIF分量），并作為一個(gè)時(shí)間函數(shù)的包絡(luò)顯示出來(lái)，以便生成輸入信號(hào)振幅是頻率函數(shù)的曲線。

　　頻譜分析儀體系結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，大多是由混頻的一個(gè)不可避免的特點(diǎn)造成的，即頻率為fIF的混頻輸出信號(hào)不僅代表fLO-fIN頻段的輸入信號(hào)，而且也代表了fLO+fIN波段的輸入信號(hào)。如果你試圖一步就將一個(gè)頻段，比如說(shuō)30MHz～3GHz頻段，變換成常用的10.7MHz中頻，那本機(jī)振蕩器的掃描范圍可能為40.7～3010.7MHz（你的本機(jī)振蕩器的掃描范圍也可能為19.3～2989.3MHz）。如果你選擇第一個(gè)方案，則混頻輸出信號(hào)不僅代表所需頻段內(nèi)的輸入信號(hào)，而且也同時(shí)代表51.4～3021.4MHz頻段內(nèi)的輸入信號(hào)。在任何時(shí)刻，混頻輸出信號(hào)都代表兩個(gè)相隔21.4MHz(fIF·2)的輸入信號(hào)之和——所需頻率＋稱(chēng)為映射的不需要頻率（本例為較高的頻率）。

　　深入討論下去，混頻器輸出信號(hào)從不代表僅僅一個(gè)（或僅僅兩個(gè)）頻率的輸入信號(hào)；獲得這樣的輸出信號(hào)意味著中頻帶寬為零。中頻帶寬，亦即頻譜分析儀的RBW（分辯率帶寬），總是大于零的。你可選擇的最小RBW就是頻譜分析儀的優(yōu)值。然而，如果你刻意選擇RBW為零，那么所有掃頻頻譜分析都需要無(wú)窮多的時(shí)間，因?yàn)橐粋€(gè)零帶寬的帶通濾波器需要無(wú)窮多的時(shí)間來(lái)對(duì)它的輸入信號(hào)變化作出反應(yīng)。

　　解決映頻問(wèn)題的一個(gè)辦法是采用多次變頻，頻譜分析儀通常都有3個(gè)中頻級(jí)。一個(gè)頻率覆蓋范圍為30MHz～3GHz的頻譜分析儀可能首先將輸入信號(hào)頻率變換為大于3GHz，這就使所有不需要的映頻都高于頻譜分析儀的輸入頻率范圍，所以一個(gè)固定截止頻率低通濾波器就可將它們?yōu)V除掉。如果第一個(gè)中頻，比如說(shuō)為3.4GHz，則本機(jī)振蕩器的掃描范圍為3.43～6.4GHz，映頻頻段的覆蓋范圍為6.83～9.8GHz。這樣做的另一個(gè)好處是，減小了最高fLO對(duì)最低fLO的比值。在本例中，這一比值從大于6個(gè)倍頻程（40 .7～3010.7GHz）減少到小于1個(gè)倍頻程（3.43～6.4GHz）。