频谱仪的RBW及VBW

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1、频谱分析仪精度参数设立探讨 RBW VBW频谱分析仪是平常无线电监测、设备检测工作最常用的仪器之一。无线电监测人员可以运用频谱分析仪和有关的天线、馈线、放大器以及配套设备，来监测无线电信号，并且可以捕获、分析弱信号。而频谱仪敏捷度的提高可以使频谱仪更有效、更直接地反映信号的变化状况。本文以R&S公司生产的FSP30频谱分析仪为例，对与频谱仪敏捷度有关的重要参数设立进行实验、分析。1、 频谱分析仪的基本构造和原理图1 频谱分析仪的基本构造图1为频谱分析仪的基本构造。被测信号通过滤波和衰减后，和本振信号进入混频器混频转换成中频信号，经放大后进入中频滤波器（中心频率固定），然后进入一种对数放大器，对

2、中频信号进行压缩，然后进行包络检波，所得信号即视频信号。由于本振频率可变，因此输入信号都可以被转换成固定中频。为了平滑显示，在包络检波之前通过可调低通滤波器，即为视频滤波；视频信号在阴极射线管内垂直偏转，即显示出为信号的幅度，同步，由于显示的频率值是扫频发生器电压值的函数，因此相应于被测信号的频率值，最后，被测信号的信息显示在LCD上。从图1可以看出，影响频谱分析仪敏捷度的核心器件是衰减器、放大器、中频滤波器以及视频放大器。本文将针对这几种部分进行实验，以便进一步分析它们对频谱分析仪敏捷度的影响限度。2 、提高频谱仪敏捷度的措施2.1 衰减器（Att）设立对敏捷度的影响一般地，衰减器有三方面作

3、用：（1）保护频谱仪不受损坏：测量高电平信号时，为了不烧坏频谱分析仪，必须对信号进行衰减。（2）提高测试的精确性：混频器是非线性器件，当输入混频器的信号电平较高时，会产生许多产物，并且电平太高会干扰测试成果，使无互调范畴减小；当输入信号电平在混频器1dB压缩点以上时，测试成果将不精确。（3）提高频谱仪动态范畴：通过设立步进衰减器调节进入混频器的电平，可以得到较大的动态范畴。图2、图3分别是衰减器设立为20dB和10dB的频谱分析图形。图2 衰减器设立为20dB的频谱分析图形图3 衰减器设立为10dB的频谱分析图形图4 RF输入衰减对噪声电平的影响通过对频谱分析仪衰减器的实验，可以得出如下结论：

4、在一定条件下，衰减器衰减量每增长10dB，频谱仪显示噪声电平提高10dB(见图4)。因此，要提高频谱分析仪的敏捷度需要将衰减设立得尽量小，以减少噪声电平的值，使得信号不被噪声沉没。2.2 辨别率带宽（RBW）设立在频谱分析仪中，频率辨别率是一种非常重要的概念。它是由中频滤波器的带宽所决定的。一般状况下，RBW等于被测频谱带宽，但为了提高测量精确性、敏捷度和效率，RBW也可以不同于频谱带宽。RBW太大将沉没杂散信号；RBW太小则导致扫描时间太长。屏幕显示出来的噪声电平和辨别率带宽之间的关系是：噪声电平变化（dB）=10lg（辨别率带宽2/辨别率带宽1）。图5所示为RBW在不同参数设立下的频谱分析

5、图形。图5（a） RBW:30kHz VBW:100kHz SWT:2.5ms图5（b） RBW:300kHz VBW:100kHz SWT:2.5ms图5（c）RBW在不同参数设立下的频谱分析图形通过对频谱分析仪RBW的操作，可以得出如下结论：在一定条件下，辨别率带宽每增长10倍，频谱仪显示噪声电平提高10倍。因此，提高频谱分析仪的敏捷度需要将辨别率带宽设立得尽量小，以减少噪声电平的值，使得信号不被噪声沉没。2.3 视频带宽(VBW)设立VBW反映的是频谱分析仪接受机中位于包络检波器之后的视频滤波器的带宽。变化VBW的设立，可以减小噪声峰值的变化量，提高较低信噪比信号测量的辨别率和复现率，更

6、容易发现隐藏在噪声中的小信号；在其她设立不变化的状况下，减小VBW，频谱仪扫描时间会增长，其测试曲线更加光滑。图6分别是VBW在不同参数设立下的频谱分析图形。图6（a） RBW:30KHz VBW:300KHz SWT:2.5ms图6（b） RBW:30KHz VBW:30KHz SWT:2.5ms图6（c）VBW在不同参数设立下的频谱分析图形通过对频谱分析仪VBW的实验，可以得出如下结论：在一定条件下，视频滤波器不会减少平均噪声电平，但能减少噪声的峰值电平，通过减小视频滤波器带宽能暴露出用较宽视频滤波器不能看到的低电平信号，从而使得信号不被噪声沉没。2.4 前置放大器的选择前置放大器可分为内

7、部放大器和外部放大器两种，其作用是更有效地捕获弱小信号。当监测卫星发射的下行链路信号时，需要加前置放大器，由于卫星发射的信号传播到地面需要通过很长的途径，使得信号传播的损耗就很大，信号达到地面后，将变得非常单薄，如果没有放大器，就很难捕获到。外部前置放大器可根据要监测的频率范畴，选择相应的放大器，放大器的增益要足够大，以便进行监测。3、结束语本文简介的四个实验都是提高频谱仪敏捷度的技术手段，但这并不能将频谱议的敏捷度无限制地提高。由于每个参数均有一定的工作范畴，并且，某个参数的调节也许会对其她参数产生影响。除此之外，选择合理的检波方式、扫描时间等也可以提高频谱仪敏捷度作者：岑巍来源：中国无线电