頻譜分析儀(以下稱頻譜儀)是射頻范疇進行信號測驗分析的基礎儀器，協(xié)助射頻工程師完成信號頻率與功率的測量。頻譜儀發(fā)展至今，衍生出如:超外差式頻譜儀，信號分析儀，實時頻譜儀等多種名稱，雖然叫法不同，但主要功用都仍是進行射頻/微波信號的測量，只是在處理/分析信號及擴展性上各有側重。隨著各儀器廠家技能的前進，頻譜儀的精度越來越高，分析功用越來越多，價格也越來越高，關于廣大中小企業(yè)而言，頻譜儀的投入往往是一件大事，那么，是否有一種或許挑選到性價比高的產(chǎn)品的同時也兼顧到信號測量的精度呢?今天咱們就來談談如何在運用頻譜儀測量時進行必要的優(yōu)化。

1. 優(yōu)化低電平測量的靈敏度

頻譜儀對低電平信號的測量才能受限于頻譜儀的內部噪聲。頻譜儀內部混頻器及各級擴大器會發(fā)生噪聲，經(jīng)過檢波器會反映為顯現(xiàn)均勻噪聲電平(DANL)。當咱們測量小信號的時候，信號幅度會挨近頻譜儀內部噪聲，被測信號信噪比越低，帶來的測量誤差也就越大。

合理進行參數(shù)設置可以改善本底噪聲，為了正確測量這一低功率信號，必須經(jīng)過最小化輸入衰減，減小分辨率帶寬(RBW)，和開啟前置擴大器這些方法來下降頻譜儀的DANL，從而讓小信號凸顯出來。

首先，頻譜儀的輸入衰減器的設置會改動DANL，輸入衰減器用來維護頻譜儀的內部電路不被大功率信號燒壞，輸入衰減器增大可以減小抵達輸入混頻器的信號功率。由于頻譜儀的噪聲發(fā)生在輸入衰減器之后，大的輸入衰減設置會減小信噪比，在大都情況下，輸入衰減器的設置處于主動（AUTO）狀況，即頻譜儀主動設置（如DSA800E系列為10 dB），但在某些測驗小功率信號的情況下，需求更小的輸入衰減器設置來下降頻譜儀的本底噪聲，此刻應把衰減器設置為0 dB。

混頻器輸出后的擴大器會擴大被衰減的信號，除了擴大輸入信號外，噪聲也相同被擴大，從而形成頻譜儀的DANL上升。然后信號經(jīng)過RBW中頻濾波器，所以減小RBW可以使較低的噪聲能量抵達頻譜儀的檢波器，可以下降頻譜儀的DANL。

當需求進一步進步測量靈敏度時，應該運用具有低噪聲和高增益的前置擴大器?，F(xiàn)在頻譜儀一般都具有內部的前置擴大器（預放），可以改善信噪比20dB左右（如DSA800系列為17dB）。這對一些小信號的測量（如雜散信號測量，-110 dBm以下信號功率測量）是非常有用的。頻譜儀內部的預放默許狀況是關閉的，運用時需求手動翻開。同時翻開預放時要留意此刻的輸入信號電平，避免損壞預放。

當進行雜散信號測量時，要求雜散信號應低于某個限值，DSA800E系列頻譜儀可以供給一個模板斷定功用，該功用把測得的軌道數(shù)據(jù)與一組幅度和頻率限值線相比較。假如被測信號落在限值線內，屏幕顯現(xiàn)PASS，假如信號超出限值線，屏幕顯現(xiàn)FAIL。該功用相同可以用于EMI預測驗方向。

2. 識別內部失真成分

在進行諧波，雜散等項目測驗時，需求對輸入信號載波之外的失真成分進行測量分析。但需求留意的是，有時輸入信號較大并且輸入衰減設置不夠時，會形成頻譜儀內部發(fā)生失真。這時，失真成分會對測量成果形成影響，甚至會將失真產(chǎn)物誤判為被測信號。如何判別失真是頻譜儀內部發(fā)生的仍是被測信號自身的失真？運用頻譜儀的輸入衰減器就可以簡略的作出斷定。

3. 挑選適宜的檢波方法

現(xiàn)代頻譜儀采用數(shù)字信號處理技能，在混頻，濾波后對信號作數(shù)字化處理，頻譜儀顯現(xiàn)的頻譜為離散測驗點的組合，離散點測驗取值的方法取決于不同的檢波方法。不同性質信號功率的測驗成果與檢波器的挑選有關。

頻譜儀運用跡線將掃描的信號顯現(xiàn)在屏幕上。關于跡線上的每一點，頻譜儀總是捕獲一個特定時刻距離內的全部數(shù)據(jù)。然后，運用當時選中類型的檢波器對捕獲的數(shù)據(jù)進行處理（取峰值、均勻值等），將處理后的數(shù)據(jù)顯現(xiàn)在屏幕上（一個點）。

挑選什么樣的檢波方法將直接影響到最終的測量成果。不同廠家的頻譜儀的檢波方法或許名稱不完全相同，下面以RIGOL公司的DSA800為例進行介紹：

正峰值：關于跡線上的每一個點，正峰值檢波顯現(xiàn)對應時刻距離內的采樣數(shù)據(jù)中的較大值。適用于CW信號及信號搜索測驗。

負峰值：關于跡線上的每一個點，負峰值檢波顯現(xiàn)對應時刻距離內的采樣數(shù)據(jù)中的最小值。適用于小信號測驗。

抽樣檢波：關于跡線上的每一個點，抽樣檢波顯現(xiàn)對應時刻距離中心時刻點對應的瞬態(tài)電平。適用于噪聲或類似噪聲信號測驗。

規(guī)范檢波：規(guī)范檢波（也稱正態(tài)檢波或rosenfell檢波）依次選取采樣數(shù)據(jù)段中的較大值和最小值顯現(xiàn)，即關于跡線上每一個奇數(shù)號點，顯現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的較大值，關于跡線上每一個偶數(shù)號點，顯現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的最小值。運用規(guī)范檢波可直觀地調查信號的幅度改變范圍。適用于正弦和噪聲成分的信號分析。

有用值均勻：關于每一個數(shù)據(jù)點，檢波器對相應時刻距離內的采樣數(shù)據(jù)做均方根核算。有用值均勻檢波可以按捺噪聲，調查弱信號。

電壓均勻：關于每一個數(shù)據(jù)點，檢波器對相應時刻距離內的采樣數(shù)據(jù)做算術均勻。電壓均勻處理后轉化為功率，適用于脈沖信號上升/下降時刻測量。

準峰值（DSA800選件）：準峰值檢波是峰值檢波的一種加權方式。關于每一個數(shù)據(jù)點，檢波器在對應時刻距離內檢測峰值，運用帶有特定的充電、放電結構的電路和由CISPR Publication 16規(guī)范中規(guī)定的顯現(xiàn)時刻數(shù)做為權值對已檢測的峰值進行加權處理，顯現(xiàn)加權成果。特別適用于EMI測驗。