頻譜分析儀采?掃頻式原理來(lái)完成信號(hào)的頻域測(cè)試，據(jù)博宇訊銘了解其功能是要分辨輸?信號(hào)中各個(gè)頻率成份并測(cè)量各頻率成份的功率,獲得?幀寬帶頻譜。

為完成該功能，在掃描-調(diào)諧頻譜分析中采?超外差?式，提供寬的頻率覆蓋范圍，同時(shí)允許在中頻(IF)進(jìn)?信號(hào)處理。

如下圖是超外差式掃頻頻譜分析儀的結(jié)構(gòu)框圖：

頻譜分析儀測(cè)量出?個(gè)信號(hào)主要過(guò)程如下

1.信號(hào)通過(guò)衰減以控制電平到合適的范圍內(nèi)

2.通過(guò)混頻器做變頻處理

3.通過(guò)中頻帶通濾波處理(RBW在這?起作?)

4.通過(guò)對(duì)數(shù)放?器，將信號(hào)幅度轉(zhuǎn)換為對(duì)數(shù)單位

5.通過(guò)檢波處理，得到信號(hào)的包絡(luò)信息，反映信號(hào)幅度的?低

6.視頻濾波處理，對(duì)包括電壓信號(hào)進(jìn)?低通平滑處理，減?包絡(luò)電壓信號(hào)的噪聲抖動(dòng)范圍(VBW在這?起作?)

7.檢波處理，根據(jù)顯?器的像素?cái)?shù)?進(jìn)?檢波顯?

頻譜分析儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)

輸入端衰減器Attenuator

為了避免信號(hào)過(guò)大，造成頻譜儀內(nèi)部元件飽和甚至損壞，通常先將信號(hào)衰減，之后顯示時(shí)再放大，屏幕上的功率值為實(shí)際的功率值，無(wú)需換算，單衰減量通常會(huì)顯示給使用者參考。

低通濾波器或預(yù)選器

低通濾波器的作用是阻止高頻信號(hào)到達(dá)混頻器。這樣防止帶外信號(hào)與本振相混頻在中頻產(chǎn)生多余的頻率響應(yīng)。微波頻譜分析儀用預(yù)選器代替了低通濾波器，預(yù)選器是一種可調(diào)濾波器，能夠?yàn)V掉我們所關(guān)心的頻率以外的其它頻率上的信號(hào)。

混頻器Mixer及中頻濾波器IFfilter

中頻濾波器(IFfilter)的輸入頻率固定，Mixer的作用是將目標(biāo)頻率降至IF的頻率(降頻Downconvert)。Mixer將RF輸入信號(hào)與本地振蕩器(Localoscillator)運(yùn)算后得到兩組頻率信號(hào)，一組是fout=(fosc-fRF)，另一組是fout=(fosc+fRF)，經(jīng)過(guò)低通濾波器LowPassFilter后，只有較小的fout=(fosc-fRF)通過(guò)IFfilter。這個(gè)IF=(fosc-fRF)中頻信號(hào)的頻率就是輸入信號(hào)在FRF的功率，屏幕上以一個(gè)點(diǎn)表示。點(diǎn)的高低表示功率大小。

混頻器Mixer將輸入頻率與本地振蕩器運(yùn)算變?yōu)橹蓄l，這個(gè)稱為降頻Downconvert;本地振蕩器的頻率不斷變化，才能待測(cè)頻譜的信號(hào)從startfrequency到stopfrequency，從而得到頻譜圖。換句話說(shuō)你在span設(shè)定的頻寬就是Localgenerator掃描的頻寬。

掃頻器Sweepgenerator

剛剛的IF信號(hào)功率，只表示了輸入信號(hào)中單一特定頻率的功率，所以只是一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)只表示了IFfilter上一個(gè)非常窄的頻寬范圍內(nèi)的總功率。如果使用者想把某個(gè)頻段范圍的功率曲線全部畫(huà)出來(lái)，理論上就需要不斷移動(dòng)IFfilter的中心頻率來(lái)獲得該頻段的功率。實(shí)際上IFfilter的中心頻率是固定的，所以只能調(diào)整LO(LocalOscillator)的頻率。LO本身由電壓控制頻率，其實(shí)是個(gè)VCO(Voltagecontroloscillator)，因此Sweepgenerator就擔(dān)任了voltagecontroller的角色，通過(guò)改變Sweepgenerator的電壓來(lái)改變LO的頻率，將信號(hào)的不同頻率傳送到IFfilter。

檢波器

頻譜分析儀會(huì)使用包絡(luò)檢波器將中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)。最簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波器由二極管、負(fù)載電阻和低通濾波器組成。

(視頻信號(hào)：一種頻率范圍從零(直流)到由電路元件決定的某個(gè)較高頻率的信號(hào)。頻譜儀早期的模擬顯示技術(shù)用這種信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)CRT的垂直偏轉(zhuǎn)，因此被稱為視頻信號(hào)。)

視頻濾波器-Videofilter

Videofilter是一個(gè)低通濾波器，用來(lái)過(guò)濾IFfilter之后的包洛波(envelope)，而envelope最差就是貼著IF信號(hào)走，最大頻率不會(huì)超過(guò)RBW，因?yàn)閂BW越小越能緩和envelope的變動(dòng)率。代價(jià)也是sweeptime變長(zhǎng)。視頻濾波器不會(huì)降低平均噪聲電平，但能減少噪聲的低電平信號(hào)，通過(guò)減小VBW能暴露出較寬Videofilter看不到的低電平信號(hào)，從而使得信號(hào)不被噪聲淹沒(méi)。

顯示-Display

功率是RBW內(nèi)計(jì)算出來(lái)的功率，當(dāng)RBW變大時(shí)，Noisefloor也會(huì)變高，因?yàn)殡s波會(huì)隨著RBW變大把其它頻率上的雜波吸收進(jìn)來(lái)。但是待測(cè)信號(hào)的功率值不會(huì)因?yàn)镽BW的大小而變化，因?yàn)榇郎y(cè)信號(hào)的頻率是固定的。

審核編輯：湯梓紅