什么是频谱分析仪:RF频谱分析仪

RF频谱分析仪是用于查看频域中信号的测试仪器,即信号强度对频率的图。


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在许多实验室和其他需要测试和验证射频RF性能的测试仪器的领域中发现了频谱分析仪。

光谱分析仪是需要RF测试的应用中广泛使用的测试仪器:在RF设计中,通用电子电路设计,测试;电子制造;基础服务和维修,以及越来越多的现场安装和服务。

在这些应用中,RF频谱分析仪能够对电路,模块或系统的RF性能有效见解。

正如Spectrum Analyzer所指示的那样,这种类型的测试设备提供了有关信号光谱的信息。beplay体育网站下载由于可以看到不同频率的信号,因此可以显示虚假信号以及当今复杂波形的光谱,以调查它们是否属于不同频率的所需限制。

随着无线通信的越来越多的使用,Spectrum Analyzers构成了beplayer体育官网RF设计工具盒的重要组成部分,并且在电子电路设计的许多领域都越来越多地看到。

尽管传统上,频谱分析仪是独立台式测试设备的项目,但架子上的PXI,VXI或类似分析仪以及USB Spectrum Analyzers提供。beplay体育网站下载即使是台式测试仪器,也可以链接到计算机,以便它们可以由它们控制,并更详细地进行分析。



什么是频谱分析仪?

显示波形的最常用的测试设备项目是示波器。beplay体育网站下载该测试仪器显示在所谓的时域中的信号,即相对于时间的幅度。示波器是任何RF设计或测试实验室的核心测试仪器之一,可显示许多波形和电路的性能。要分析的模块和设备。

示波器显示垂直轴上的波形在水平轴上的幅度 - 在时间域中显示信号。

示波器屏幕的概念
基本示波器屏幕

虽然这很有用,尤其是测试射频电路和系统时对此有调制,是否正在产生噪声,还有更多。

当查看信号的频谱时,信号的幅度显示在垂直轴和水平轴中的频率 - 信号显示在频域中。

通过查看不同频率的信号振幅,可以测量这些信号的幅度,找到存在的信号等。

Spectrum Analyzer在频域中显示用于RF设计,测试,电子制造,服务,维修等的信号
频谱分析仪显示频域中的信号

通过这种方式,可以测量信号的频率,并检查其水平。由于许多现代的无线通信信号占据了宽带的带宽,因此可以测量信号beplayer体育官网带宽。

因此,频谱分析仪是针对任何对涉及射频或RF信号进行测试和测量系统进行测试和测量系统的测试设备特别重要的项目。beplay体育网站下载除此之外,还可以将频谱分析仪用于其他各种应用程序,包括音频分析等。

随着无线通信系统的越来越多,从Wi-Fi到手机到手机以及物联网上的远程无线传感器以及雷达,传统无线电通信以及许多其他应用程序,RF设计变得越beplayer体育官网来越重要。

典型的光谱分析仪显示RF信号光谱
典型的光谱分析仪显示RF信号光谱

频谱分析仪通常使用线性比例来对水平或X轴上的频率使用线性尺度,但通常它们使用对数刻度对垂直或Y轴上的振幅使用。通过对振幅刻度使用对数或分贝量表,可以看到振幅差异很大的信号。

在频谱分析仪上观看的信号可能会不同于60dB,70 dB或更多。使用对数刻度是在同一屏幕上查看这些信号的唯一方法。对于某些应用程序,可能有必要使用线性振幅刻度,并且通常有一个开关来实现这一目标。

现代频谱分析仪具有高度的能力。作为大多数使用数字技术,不仅使用快速傅立叶分析,FFT使用数字信号处理完成的信号处理,而且前面板控件和显示器也是使用控制处理器控制的。这使Spectrum Analyzer能够合并许多功能,并包含大量的自动例程。

显示器通常可以确定峰信号,显示其频率和功率水平,或者它可以在特定点或第二峰值等值确定信号的值等。这些和许多功能在当今很常见测试仪器。

频谱分析仪的用途

今天的电子电路设计实验室将使用许多测试仪器。从简单的数字多项式到示波器,信号发生器等等。

频谱分析仪特别用于与RF设计和测试相关的电子实验室。

在这些领域,他们可以以其他形式的测试仪器能够能够提供信号的视图。这可以深入了解电路的射频方面的操作。

频谱分析仪可用于许多任务:

  • 查看信号的频谱,以查看以下内容:
    • 调制信号的总频谱,以查看其是否足够宽还是太窄,等等。如果它太宽,则可能会在相邻通道中对用户产生干扰。
    • 调查是否存在任何虚假或不需要的信号。这些信号可能导致对用户在其他频率上的干扰是传输的信号。
    • 找出信号是否在正确的频率上,而不是在另一个频段中。
  • 调查信号的一般问题。通常,它可以帮助查看一个信号,以查看问题是什么。使用RF信号,Spectrum Analyzer可以证明是研究该问题的人的眼睛。
  • 有时,频谱分析仪可以用于测量功率,尽管在某些情况下可能更适用电量计。
  • 有时,频谱分析仪可用于测量频率,尽管在某些情况下可能更适用频率计数器。
  • 光谱分析仪也可以用于测量信号上的相位噪声。只要频谱分析仪上的姿势噪声本地振荡器通常比正在测试的振荡器的振荡器上的姿势噪声更好。这些测试仪器是测量相位噪声的最佳方法之一,只要频谱分析仪本地振荡器具有足够低的相位噪声。
  • 这些测试仪器的另一个应用是测量项目的噪声图。尽管测试方法确实涉及多个阶段,但可以相对容易进行。
  • 进行EMI和EMI(电磁干扰和电磁兼容性)测量时,经常使用频谱分析仪。分析仪可用于定位可能引起问题的信号的频率和性质。

典型的RF频谱分析仪

尽管RF频谱分析仪可用于许多射频测试,但下表提供了用于RF测试及其典型应用的不同类型的测试仪器的摘要。


在哪里使用不同类型的RF测试设备beplay体育网站下载
测试设备类型 频率测量 强度 /振幅测量 应用
功率计 n y RF功率计提供准确的总功率测量,但它们无法提供有关信号频谱的任何信息。
频率计数器 y n 频率计数器我们用来提供信号内主要频率的非常准确的测量
RF频谱分析仪 y y 主要用于显示射频信号的频谱。也可以用来制作功率和频率测量,尽管不如专用仪器准确
RF矢量网络分析仪 y y 矢量网络分析仪,VNA测量RF设备的属性。他们查看设备上的各个端口,并提供有关端口和通过设备传输的阻抗的信息。

Spectrum Analyzer关键主题

有几个与RF频谱分析仪及其使用相关的关键主题。

  • 频谱分析仪类型:可以购买和使用几种不同类型的频谱分析仪。每种类型都有其自身的特征:可以平衡性能和成本,为任何应用程序提供最佳选择。

    较旧类型通常是基于超螺旋式原理,将接收器横穿频率频段并注意输出。更现代的频谱分析仪使用快速的傅立叶变换,FFT,将信号从模拟转换为数字格式,然后使用傅立叶分析来监视符号。

    也有实时频谱分析仪。这些基于与FFT频谱分析仪相同的概念,但是这些测试仪器使用时间重叠样品来确保不会丢失瞬态。尽管内部更加复杂,因为它们需要能够容纳非常快速和重叠的采样,但它们确保可以看到所有信号。它们通常对于解决今天针对各种无线通信的非常复杂的设备解决的一些问题至关重要:5G;Wi-Fi等。。

    测试仪器的格式也有所不同。标准盒仪器被广泛使用,不仅可以提供手动控制,而且还通过许多不同的接口提供了远程操作的准备,通常包括以太网,USB和GPIB。

    机架安装的频谱分析仪也有选项。VXI是一个早期的机架系统,但是今天PXI被更广泛地使用。基于PCI系统,PXI已适用于仪器使用。控制器或界面位于一个插槽中,其余的插槽可用于测试仪器。控制器可以控制系统,或者通常将其链接到计算机。这种类型的方法非常适合计算机控制计算机控制下测试系统所需的测试仪器的集合。

    另一种方法是拥有USB频谱分析仪。这些USB频谱分析仪在一个小盒子中具有分析仪的主要功能,但这是通过USB电缆连接到PC的,因此它可以使用显示,控制和控制处理处理,并且通常从PC上使用电源来降低成本同时经常保持性能水平。一些USB频谱分析仪能够以相当合理的成本提供很高的性能。

    阅读更多有关。。。。频谱分析仪类型和技术。

  • 频谱分析仪规范:选择RF频谱分析仪时,有必要了解规格及其含义。与频谱分析仪的性能相关的规格有许多不同的规格,有必要了解它们的含义以及它们如何反映测试仪器的实际性能。

    选择频谱分析仪时需要考虑许多规格。各种规格涵盖了其性能的各个方面。频率覆盖范围:顶部和底部频率显然很重要,同时具有频率和幅度准确性。相位噪声是另一个关键问题,因为许多这些测试仪器通常需要能够测量其他设备的相位噪声性能,并实现其性能要比正在测试的项目要好。

    性能的许多其他方面,包括可用的设施,需要在制作和选择时考虑。

    阅读更多有关。。。。频谱分析仪规范。

  • 如何使用频谱分析仪:频谱分析仪是一种复杂的测试仪器。此视频的摘要提供了有关其使用的非常有用的指南。

    为了从任何频谱分析仪中获得最佳状态,有必要了解各种控件的操作。对于第一次使用这种类型的测试设备堡垒的人来说,要掌握不同的控beplay体育网站下载件可能需要一段时间,但是很快它们就成为第二天性。

    阅读更多有关。。。。如何使用频谱分析仪。

RF频谱分析仪是用于任何射频工程师的必不可少的测试设备项目,无论是用于RF设计,通用电子电路设计,beplay体育网站下载电子制造,服务,维修和一般RF测试。

尽管Spectrum Analyzers通常是购买昂贵的测试工具,但偶尔可以在二手市场上拾取它们,这将使热情的RF实验者和无线电火腿可以进入。

除此之外,一些USB频谱分析仪在使用PC的元素进行显示和输入控件时提供了很高的价值。通常,大多数信号分析是由USB频谱分析仪本身中的FPGA进行的,这意味着可以以更合理的成本获得高水平的功能和性能。

还可以以机架安装格式获得频谱分析仪。如果使用这些机架系统,则可以使用VXI和PXI频谱分析仪。

Spectrum Analyzer是RF测试和RF设计实验室中使用的测试设备的重要项目,尽管beplay体育网站下载音频分析仪用于某些特定的测试,但它们通常并未在这些环境之外找到。

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