頻譜儀or 示波器?

射頻信號分析儀器到底怎么選？這可能是射頻工程師最頭疼的問題了

示波器與信號與頻譜分析儀在頻域分析性能上各有所長，功能也各有重疊。信號與頻譜分析儀在靈敏度等技術(shù)指標上更勝一籌，示波器在實時帶寬上更為出色，現(xiàn)今的實時示波器所具有的帶寬使其能夠直接采集微波甚至毫米波 (mmWave) 信號，為射頻工程師開啟全新可能。

因此，在測量不同類型的射頻信號時，需要根據(jù)特定的測試需求和兩種儀器的技術(shù)特點進行具體分析。

下面我們將重點討論兩種儀器之間的差異，并通過一些具體應(yīng)用展示這兩種儀器是如何理想滿足相關(guān)測量的典型要求的。

信號與頻譜分析儀

信號與頻譜分析儀覆蓋的頻率范圍高達85 GHz及以上，可應(yīng)用于無線、蜂窩或衛(wèi)星通訊、雷達或物聯(lián)網(wǎng)的大部分應(yīng)用的開發(fā)、生產(chǎn)、安裝和維護活動。對于這些應(yīng)用，顯示平均噪聲電平 (DANL)、動態(tài)范圍和頻率范圍等參數(shù)以及其他有關(guān)功能和測量速度的嚴格要求顯得尤為重要。此外，信號與頻譜分析儀還用于進行時域測量，例如測量時分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)射機輸出功率隨時間的變化。

支持寬帶頻譜

信號與頻譜分析儀可顯示選定分辨率帶寬下電平與頻率的關(guān)系，用于測量信號電平或帶寬等基本信號參數(shù)。通過屏幕上顯示的信號形狀可以估算更多參數(shù)，例如濾波器設(shè)置或頻率響應(yīng)。

頻譜中的其他測量包括雜散發(fā)射檢測、信噪比 (SNR) 測量或多余雜散發(fā)射檢測。信號與頻譜分析儀具有頻率選擇性，即一次僅考慮部分頻譜。這種特性使其能夠?qū)崿F(xiàn)高動態(tài)范圍，在強載波信號附近甚至可以顯示非常小的信號。

使用R&S的FSW等現(xiàn)代信號與頻譜分析儀，可以在單次測量中測量和顯示從2 Hz到85  GHz的整個頻譜。借助外部混頻器，還可將顯示的頻率范圍擴增數(shù)百GHz。

確保一致性

多項標準和法規(guī)要求進行頻譜測量以確保一致性。在移動無線電應(yīng)用中，將執(zhí)行鄰道功率比 (ACLR)、頻譜發(fā)射模板 (SEM)、大頻率范圍的雜散發(fā)射等測量，這些測量需要在強信號附近測量非常小的電平。信號與頻譜分析儀是首選的測量設(shè)備，因為頻率選擇性能夠滿足這些標準所要求實現(xiàn)的動態(tài)范圍。

使用信號與頻譜分析儀測量頻譜發(fā)射模板  (SEM)

ACLR的測量與SEM類似。但與SEM不同的是，需要關(guān)注的并非單獨的雜散，而是通信信號相鄰?fù)ǖ赖男盘柟β?。這種鄰道功率泄漏是設(shè)計高效功率放大器時常會遇到的挑戰(zhàn)。信號與頻譜分析儀提供了根據(jù)相應(yīng)的標準執(zhí)行此類測量所需的動態(tài)范圍。

鄰道泄漏比 (ACLR) 測量需要高動態(tài)范圍，可使用信號與頻譜分析儀執(zhí)行

電磁干擾 (EMI) 方面同樣需要確保一致性。相應(yīng)的EMI標準要求使用適當(dāng)?shù)?EMI 檢測器 (準峰值、CISPR-Average和MS-Average (CISPR-RMS)) 測量最低數(shù)量的雜散。信號與頻譜分析儀可進行對應(yīng)的預(yù)一致性測量。

使用信號與頻譜分析儀進行EMI預(yù)一致性測量

頻率選擇性

頻率選擇性是信號與頻譜分析儀有別于功率傳感器或示波器等其他射頻測量儀器的一項基本特性。掃描頻譜模式下的信號與頻譜分析儀一次僅考慮一小部分頻譜。在低頻端將去除信號中的直流分量。在通常為7 GHz至8 GHz的頻率下，使用一種稱為預(yù)選器的可調(diào)帶通濾波器從其通帶中去除信號分量。頻率選擇性可增加動態(tài)范圍，這樣即使存在更高功率的信號，也仍能檢測到較小信號。