atonement 发表于 2024-8-6 10:20:28

频谱仪的分析带宽有什么用

频谱仪参数有好几个,这个分析带宽,有比如25M,40M,85M等等,这个功能是不是必须的,比如我测一个有源相控阵天线,天线的带宽是2GHZ,那我在选频谱仪时,要不要考虑这个分析带宽?

MF35_ 发表于 2024-8-6 12:57:08

本帖最后由 MF35_ 于 2024-8-6 13:00 编辑

传统模拟频谱仪是典型的超外差接收机,即用一个扫频式本振不断与输入信号混频,得到中频,中频的幅度和相位体现的就是对应频点的幅度和相位,而中频的带宽体现的就是邻频抑制能力,同样,中频带宽越窄,噪声越低,动态范围越大。这里的中频带宽,就是分析带宽,它指频谱仪能够分辨的频率精度,比如分析带宽是1kHz,意味着频谱仪显示的每个频点,实际上是以频点为中心,1kHz带宽内信号的总功率,显然分析带宽越大,误差也会越大。

因为分析带宽体现的是频谱仪的频率分辨率,所以有的地方也叫分辨率带宽

到了数字时代,频谱仪使用数字采样和FFT实现,但FFT本质上也是超外差,它在每个频点上的处理结果,等效于用一个以显示频点为中心的窗口,在频域上与输入信号相乘得到的结果,所以这个窗口的宽度,就是分析带宽,如果放在超外差上,等效为中频带宽,实际上中频带宽体现的是基带宽度,而FFT实际是0中频,所以这个带宽直接等于基带宽度。

FFT的分析带宽取决于采样点的数量,在满足奈奎斯特定理的前提下,采样越多的数据,FFT后分析带宽越窄,精度就越高,但采样越多的数据,显示一帧频谱的间隔就越长,所以大采样深度往往要配合高采样率来提高刷新率,否则好几秒刷新一帧谁看着都蛋疼。

这里面其实还有个问题就是总采样时间,如果采样深度足够,但采样总时间不够,那么低频率的频谱就会严重失真(因为FFT需要信号至少要有一个周期,假如你的采样总时间是1秒,这意味着低于1Hz的信号无法倍完整采样,也就无法精确转换为频谱),尤其加窗的情况下,所以一般频谱仪的实际中,观察的频谱频率越低,采样时间就会越长

量子隧道 发表于 2024-8-6 11:13:34

本帖最后由 量子隧道 于 2024-8-6 11:28 编辑

分析带宽反比于积分窗口(即测量时间)。分析带宽越窄,测量时间就越长,干扰和机器内的噪音相对信号就越低,表现出来就是本底噪音越低,测出来的信号频谱更接近真实信号频谱。
简单理解就是在每个频点停留时间长,多测多平均,就更准。

longshort 发表于 2024-8-6 10:28:50

俺沒有頻譜儀,俺的理解是這個分析帶寬似乎是個掃描窗口。

atonement 发表于 2024-8-6 10:36:30

longshort 发表于 2024-8-6 10:28
俺沒有頻譜儀,俺的理解是這個分析帶寬似乎是個掃描窗口。

是,这个全名叫实时分析带宽,我理解是频谱仪扫描时是从低频到高频去扫,扫完才能显示整段设定的频谱。而分析带宽是可以实时显示一段带宽内的频谱。但是频谱仪自身好像有两个模式,一个是扫频模式,还有一个频谱仪模式也是可以实时显示全段频谱的,不知道和这个实时分析带宽有什么区别。

JuncoJet 发表于 2024-8-6 10:54:05

带宽越宽,频率覆盖越广,增益越低

mjzz123 发表于 2024-8-6 11:07:46

是不是指的有效频率覆盖啊

Jambalaya 发表于 2024-8-6 11:11:20

频谱仪的频率范围,和,分辨带宽RBW,是两个东西。
HPAK网页应该能找到Spectrum Analyzer Basics文档,pdf的英文和中文译本都会有,迭代n版了,找来学习下。

ddr 发表于 2024-8-6 11:13:12

估计频谱仪是 adc 采样的,这样的话,应该是adc 的采样带宽决定。这样就是信号的实时带宽。不过以前的频谱仪基本都是 扫描方式的,只有vbw 和rbw。

atonement 发表于 2024-8-6 11:31:43

量子隧道 发表于 2024-8-6 11:13
分析带宽反比于积分窗口(即测量时间)。分析带宽越窄,测量时间就越长,干扰和机器内的噪音相对信号就越低 ...

有道理,分析带宽高了噪音就大,那看来也不是分析带宽越宽越好。

mov99 发表于 2024-8-6 12:28:39

雷达带宽2GHz,像是L波段(1-2GHz)
想要效率高,频谱肯定是越纯净越好,如果要看3次谐波,要选带宽大于6GHz的频谱仪
至于扫宽是25MHz、40MHz还是85MHz,可根据占用带宽自由设定,扫宽越窄扫描速度越快;RBW(带通滤波器),VBW(数据平滑)

"百度"搜:RBW、VBW
https://www.bilibili.com/video/BV1ZH4y1W7KH/?vd_source=0637966cc0439602c4bf585a58c1dba7

Jambalaya 发表于 2024-8-6 13:06:18

MF35_ 发表于 2024-8-6 12:57
传统模拟频谱仪是典型的超外差接收机,即用一个扫频式本振不断与输入信号混频,得到中频,中频的幅度和相位 ...

频谱仪还是要超外差,一是方便收span提速关注频段测量速度,再是,示波器那种拼ADC的敞口全频段接FFT方式,一下就灌死了。

atonement 发表于 2024-8-6 13:07:22

mov99 发表于 2024-8-6 12:28
雷达带宽2GHz,像是L波段(1-2GHz)
想要效率高,频谱肯定是越纯净越好,如果要看3次谐波,要选带宽大于6GHz ...

ku频段的,有发射和接收,带宽加起来在几个G。

scoopydoo 发表于 2024-8-6 13:18:32

楼主问的应该是实时分析带宽 real-time analysis bandwidth,这应该是实时频谱分析仪的一个参数。

MF35_ 发表于 2024-8-6 13:27:06

Jambalaya 发表于 2024-8-6 13:06
频谱仪还是要超外差,一是方便收span提速关注频段测量速度,再是,示波器那种拼ADC的敞口全频段接FFT方式 ...


从操作手感上,模拟频谱仪确实要更好,就跟模拟示波器的操作手感好于数字示波器是一样的,但论功能的强大,也确实是数字机更胜一筹。模拟要达到数字机那样小的分析带宽比较难,所以指标比较好的模拟机都非常贵
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