频谱分析仪常见问题

2013-12-18 来源:微波射频网 字号:
09. 分辨率带宽(RBW)和视频带宽有什么区别?

RBW 是您能隔离两个信号,并还能看到它们的最小带宽。RBW 也会影响KTB 噪声系数功率,因为RBW 每 改变10 倍,KTB 功率改变10dB。 视频带宽滤波器噪声。视频带宽用于平均,它等效一个低通滤波器。为过滤噪声,视频带宽通常设置 得较窄,但又不过窄,因为这会减慢扫描时间。

在特定情况下视频带宽可设置得较宽。一个例子是不需要,或不要求平均。另一个例子是在零跨距时 测量AM。为测量AM,视频带宽需要足够宽。

10. PSA 系列频谱分析仪允许直流电压输入吗? 如果允许那么最大直流输入电压是多少?

E4440A, E4443A 和E4445A 具有交流和直流耦合功能,但E4446A,E4447A 和E4448A 只有直流耦合功能。

在直流耦合状态下,频谱仪允许输入的最大直流电压为±0.2V,此时不可有直流电输入。在交流耦合状态下,频谱仪允许输入的最大直流电压为±100V,但此时频谱仪内的隔直电容会过滤掉频率低于20MHz 的信号。

E4440A,E4443A 和E4445A 默认设置在交流耦合状态,所以若使用这些型号频谱仪测量低频(小于20MHz)信号时,在保证无直流电压输入的前提下,切换到直流耦合状态进行测量。

11. 在矢量信号分析仪(VSA)上,峰值/均值功率统计和互补累积分布函数(CCDF)之间有什么关系?

这些测量指标对给定波形是相关的,但并不明显。首先,89400 系列矢量信号分析仪上的峰值/均值功率统计及CCDF 89400 和89600 系列VSA 上的CCDF 函数都是在时域数据上执行的,这些数据在测量时长上可以累积。

通过峰值/均值统计(Marker Function > peak/average statistics)菜单,针对用户输入的概率(如99%峰值百分比),用户可以显示峰值功率值、平均功率值和峰值均值功率比。可以以任何格式对时域数据进行计算,结果用电压2 rms 表示。例如,一个信号测得的值可以是平均功率32.581mV2,峰值功率35.442mV2,99%时峰值均值功率比1.0。最后的结果应该读作"在99%的时间内,信号峰值等于或位于与信号平均功率值之比1.0 的范围内",或反之"在1%的时间内,峰值将超过信号平均功率值之比1.0"。

CCDF 测量以图形方式表示相同数据,但结果用dB 表示。它对时域数据进行计算,方式与上面的方式相同。信号的平均功率值分配给图形原点处的"0",在显示器顶部也用dBm 显示。X 轴表示超过平均值的dB,Y 轴标度为百分比,可以和上面一样理解为"百分比概率"或"时间的百分比"。

对上面测量的同一信号,CCDF 图中显示的平均值是-1.86dBm。其与32.581 mV2 的统计平均值的关系如下:
-1.86dBm = 10 log(0.032581/50)/1mW.

在标尺放在1%处的曲线上时,标尺读数是+0.36dB。这应该读作"在1%的时间内,峰值将超过信号平均值0.36dB"或"峰值将超过平均值0.36dB 的概率为1%"。在上面测得的峰值功率35.442 mV2 转换成dBm,并使用下述公式减去 1.86dBm 平均值时,可以把它与线性统计结果关联起来:
10 log(0.035442/50)/1mW = -1.4945dBm
-1.4945dBm - (-1.86dBm) = 0.36dB.

为从CCDF 曲线中获得最大峰值均值功率比,只需把标尺放在曲线的最低点上(X 轴的最右面)。这里,结果再次用参考平均功率值的dB 表示。

12. 在应用过程中,如何确定和设定矢量信号分析仪的采样率?

对于89600S 或89400 系列矢量信号分析仪,当其未处于记录(或称瞬时捕获)模式时,采样率由用户 所选的间隔决定。对于缩放时间(即起始频率不是0 Hz),公式为: 采样率(Hz)=1.28×用户所设时间间隔。 对于基带时间(例如,起始频率为0 Hz),公式为: 采样率(Hz)=2.56×用户所设时间间隔。

为将采样率变为你所期望的值(例如89600s 中的缩放时间为20MHz),只须将时间间隔调整为:
20 MHz/1.28 = 15.625 MHz。

通过在主时间迹线(Main Time trace)(预置后的迹线为B)的第一个数据点上设置标记,您就可以查看相应的采样时间间隔(50 纳秒)。

然而,在记录模式或瞬时捕获模式中,采样率通常按照下面的公式来计算:
采样率(Hz)=1.28 或2.56×基本时间间隔,
这里,常数取决于缩放时间或基带时间。
用户可以从前面板中选取基本时间间隔,并将其定义为:
最大时间间隔/2n,此处n 是整数。

例如,在89441A 矢量信号分析仪中,最大时间间隔是10 MHz,所以基本时间间隔是10MHz、5MHz、2.5MHz、
1.25MHz、625kHz、312.5kHz、156.25kHz、78.125 kHz、39.0625 kHz、19.53125 kHz、9.765625 kHz等。您可以选取时间间隔函数(Frequency(频率)>span(时间间隔)>full span(全部时间间隔))查看这些间隔值,并通过点击下箭头来减少时间间隔。一般说来,除前三个时间间隔(10 MHz、5 MHz和2.5 MHz)外,其它每个时间间隔都是基本时间间隔。

在89611A、89640A 或89641A 矢量信号分析仪中,最大时间间隔是37.109375 MHz,故基本时间间隔37.109375 MHz、18.5546875 MHz 等等。在89610A 中,最大时间间隔是39.0625 MHz,基本时间间隔可通过相同的方式来确定。您也可以通过点击应用程序中的下箭头来查看基本时间间隔。

如果用户没有选择基本时间间隔,它将记录下一个更高的基本时间间隔,并由该间隔决定采样率(或采样间隔)。与常规采集模式不同,您不能通过回放记录来查看瞬时捕获的采样间隔,除非您选择对基本时间间隔进行回放。

例如,您将89600S 的时间间隔设置为20 MHz,并做记录。因为20 MHz 不是基本时间间隔,所以将通过下一个更高的基本时间间隔进行记录(即37.109375MHz)。然后你选择在20 MHz 的时间间隔中回放记录,并在主时间迹线里的第一个数据点上做标记,那么显示的采样间隔是39.0625 纳秒。那表明采样率为:
1/39 nS=25.6MHz或1.28×20MHz=25.6MHz。

您也可以用.csv 文件格式来保存记录,并在Excel 中打开。标头信息显示采样时间间隔是XDelta =39纳秒。然而,原始的主时间数据实际上通过如下采样率捕捉:1.28×37.109375MHz=47.5MHz

采样间隔是21 纳秒!您可以用.sdf 文件格式保存记录,并将文件转化为ascii.格式,即可查看该间隔。标头信息显示x =21 纳秒。(这是89400 信号分析仪可以使用的唯一文件格式,而且转换可通过SDF 工具来完成。)

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