N9320B-Agilent-频谱分析仪.ppt

1、1,频谱分析仪基础N9320B Agilent 频谱分析仪,世强电讯,2,内容,基本理论 信号与频谱分析基本概念 频谱分析仪工作原理 频谱分析仪指标 影响频谱分析仪性能的因素 频谱仪产品特点及应用 Agilent 频谱仪产品概览 N9320A、N9320B的特点及应用,3,信号与频谱分析基本概念,4,时域 vs. 频域,时域,频域,信号与频谱分析基本概念,5,显示和测量电信号的频率和幅值 将复杂信号分离或者解调为频率和幅值不同的正弦波,频谱分析,信号与频谱分析基本概念,6,周期信号 -单载波信号 -扫描信号 非周期信号 -噪声信号 -瞬态信号 调制信号 -模拟调制 -数字调制,信号与频谱分析基

2、本概念,7,周期信号的频谱分析,信号与频谱分析基本概念,8,模拟调制信号频谱：测量AM、FM、PM的调制指数和调制频率等,信号与频谱分析基本概念,9,数字调制信号频谱：测量信道功率、相邻信道功率比、占用带宽等,信号与频谱分析基本概念,10,噪声信号频谱：测量噪声功率、噪声频率分布,信号与频谱分析基本概念,11,失真信号频谱：测量谐波失真、非线性失真,信号与频谱分析基本概念,12,“频谱”定义,RF,Microwave,Millimeter,20-30 GHz,3-6 GHz,信号与频谱分析基本概念,13,什么是dB？dBm?,相对量,绝对量,信号与频谱分析基本概念,14,扫频式频谱仪组成框图,

3、本振 （压控振荡器）,对数 放大器,LO,RF,IF,频谱仪主要功能是显示和测量输入信号的频谱分布和幅值,15,-输入衰减器,中频放大器,输入衰减器,输入衰减器和中频放大器保持联动关系，中频放大器自动补偿衰减作用，输入信号测量结果不会受衰减器设置的影响,防止混频器过载，增益压缩，畸变,频谱分析仪工作原理,16,频谱分析仪工作原理 -混频器,RF,LO,IF,通过混频器获得本振信号和输入信号的差频信号,17,频谱分析仪工作原理 -中频滤波器,中频滤波器,频谱分析仪显示,输入信号频率分布,中频滤波器带宽 (RBW),RBW是可调的，其可影响频率选择性、 信噪比 、测试速度,18,频谱分析仪工作原理

4、-包络检波器,将中频信号转换为基带信号或视频信号,19,频谱分析仪工作原理-检波方式,包络检波器,*采样仓,其它检波：常态检波、平均检波(真有效值检波),数字化检波类型,ADC, 显示 和视频处理,*扫描点,20,频谱分析仪工作原理 -视频滤波器,视频滤波器低通滤波器,视频滤波前信号被噪声所模糊,视频滤波后减少了噪声的峰-峰值变化,21,工作频率范围- 最大可以观察的频率范围 频率分辨率-分辨频率间隔信号能力,频率 幅度,测量动态范围- 同时测量大信号和小信号的能力 灵敏度-测量小信号能力 内部失真-测量大信号能力,测试精度 测试速度,频谱分析仪的主要性能指标,22,频谱分析仪的主要性能指标,

5、23,频率显示范围 中心频率和频率跨度 起始频率和终止频率 电平显示范围 参考电平和量程跨度 频率分辨率 分辨带宽 扫描时间,频谱仪的主要设置参数,24,RBW,本振寄生调频,本振相位噪声,中频滤波器矩形系数 （带宽的选择性）,影响频率分辨率性能的因素,25,60 dB BW,3 dB BW,滤波器矩形系数 =,单点频信号在频谱仪上测试显示结果为中频滤波器的频响形状,RBW 是中频滤波器 3dB 带宽,26,RBW 对频谱仪分辨率的影响,27,10 kHz,RBW = 10 kHz,RBW = 1 kHz Selectivity 15:1,10 kHz,失真成分,60 dB BW = 15 k

6、Hz,7.5 kHz,3 dB,60 dB,中频滤波器矩形系数影响 频谱仪对不等幅信号的分辨能力,28,本振寄生调频对测量的影响,频谱仪的最小分辨率带宽，在一定程度上是由本振的稳定性决定的,寄生调频是描述本振稳定性的一个指标,29,本振相位噪声对测量的影响,本振相位噪声在频域上表现为信号频谱噪声边带,本振相位噪声主要影响不同幅度的频率分量之间是否可以分辨,相位噪声显示和分辨率带宽RBW相关,30,频谱仪测试灵敏度,频谱仪内部混频器及各级放大器会产生噪声， 通过检波器会反映为显示白噪声电平 (DANL),31,- 衰减器设值,衰减器设值大 噪声电平高,20dB 10dB 0dB,影响频谱仪灵敏度

7、的因素,32,- RBW,10kHz RBW 3kHz RBW 1kHz RBW,噪声电平随RBW按,规律变化,影响频谱仪灵敏度的因素,33,- VBW,VBW影响显示 噪声电平的方差， 减小VBW得到其平均值 减小VBW有利于噪声背境下CW信号检测,影响频谱仪灵敏度的因素,34,频谱分析仪性能指标 -内部失真,三阶交调测试,各次谐波测试, -50 dBc, -50 dBc, -40 dBc,频谱分析仪典型测试应用,35,混频器及其它处理过程的非线性作用,频谱分析仪产生内部失真的原因,36,失真信号幅度与混频器工作电平的关系,0,-20,-40,-60,-80,-100,-60,-30,0,+

8、30,TOI,二阶,三阶,失真信号/输入功率比（dBc）,混频器工作电平 = 输入信号电平 - 衰减器设值,SHI,为减小频谱仪内部失真，混频器应工作在尽量低电平，应加大衰减器设值,混频器工作电平,非线性引起失真信号变化规律,37,衰减器设值小时 内部失真大，噪声电平低,衰减器设值大时 内部失真小，噪声电平高,无失真测试动态范围 在内部失真和噪声电平间折衷,38,+30 dBm,-115 dBm (1 kHz BW 频谱发射/辐射检测; EMC 预兼容测试 N9320B 特点和优势: 低 DANL提供快速和方便的低电平杂散测试 EMC 预测试成本低,62,低成本制造 - 简单调制分析,AM/F

9、M/FSK/ASK 调制品质、 频率误差测量 典型应用:无绳电话,双工通信, RFID, DSRC（专用短程通信） 等调制分析. N9320B 特点和优势: 利用基本频谱分析功能，完成简单的调制分析 低成本,63,N9320B 目标市场 维修,低价格 强大的工具及全功能频谱分析 多语言GUI具备最佳可用性,N9310A,N9320B,信号激励,有故障的DUT,信号检测 (故障维修),64,N9320B 目标市场 教育,低价格 全功能频谱分析仪 多语言GUI具备最佳可用性 防盗锁,65,N9320B 目标市场 安装 邻通道功率比 (ACPR) 典型应用: 无线互联网, 移动通信设备 (终端、基站、直放站) 特点和优势: 一键设置测量 SEM， ACPR/ACLR，等. 易学易用, 快速测量.,67,安装 & 维护 - RF 干扰评估,OTA (无线下载Over The Air) 干扰监测 典型客户: 无线电管理委员会, 无线服务供应商,公共安全,军用等 N9320A 特点和优势: 高灵敏度 (-1