在測(cè)量一些CATV系統(tǒng)指標(biāo)中,常常要用到頻譜儀,為了使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確,在頻譜儀的使用上常涉及到一個(gè)分辨帶寬設(shè)置的問(wèn)題。要弄清這個(gè)問(wèn)題,得要知道一些頻譜儀的基本原理。圖1是頻譜儀的基本原理框圖。圖中的中頻頻率(輸入信號(hào)通過(guò)與本振信號(hào)的和頻或差頻產(chǎn)生),本振受斜波發(fā)生器的控制,在斜波發(fā)生器的控制下,本振頻率將從低到高的線性變化。這樣在顯示時(shí),斜波發(fā)生器產(chǎn)生的斜波電壓加到顯示器的X軸上,檢波器輸出經(jīng)低通濾波器后接到Y(jié)軸上,當(dāng)斜波發(fā)生器對(duì)本振頻率進(jìn)行掃描時(shí)顯示器上將自動(dòng)繪出輸入信號(hào)的頻譜。檢波器輸出端的低通濾波器稱為視頻濾波器,用在分析掃描時(shí)對(duì)響應(yīng)進(jìn)行平滑。
1、分辨帶寬
在頻譜分析儀中,頻率分辨率是一個(gè)非常重要的概念,它是由中頻濾波器的帶寬所確定的,這個(gè)帶寬決定了儀器的分辨帶寬。例如,濾波器的帶寬是100KHZ。那么譜線頻率就有100KHZ的不定性,也即在一個(gè)濾波器的帶寬頻率范圍內(nèi),出現(xiàn)了兩條譜線的話,則儀器不能檢出這兩條譜線,而只顯示一條譜線,此時(shí)儀器所反映的譜線電平(功率)是這兩條譜線的電平功率的疊加。因此會(huì)出現(xiàn)測(cè)量誤差。所以,對(duì)于兩條緊密相關(guān)的譜線,其分辨力取決于濾波器的帶寬。
我們以測(cè)量載波電平為例,對(duì)儀器的分辨帶寬設(shè)置加以比較,圖2是分辨帶寬分別是(由下到上)30KHZ、300KHZ、3MHZ的頻譜曲線(輸入為單個(gè)載波信號(hào)),在設(shè)置分辨帶寬時(shí),我們考慮的是儀器是否能充分響應(yīng)輸入信號(hào)時(shí)有足夠的帶寬,正確的方法是展寬濾波器的帶寬,當(dāng)在屏幕上觀察到信號(hào)載波幅度不再增加時(shí),就表示中頻濾波器對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)已有足夠的帶寬了。在圖中我們看到,當(dāng)分辨帶寬在300KHZ到3MHZ變化時(shí),顯示的信號(hào)幅度沒(méi)有變化,這就可以認(rèn)為300KHZ帶寬已經(jīng)足夠了。另外,分辨帶寬在300KHZ和3MHZ之間設(shè)置時(shí),對(duì)于單個(gè)載波情況下的信號(hào)幅度沒(méi)有變化,但是在實(shí)際測(cè)量CATV系統(tǒng)圖象載波電平時(shí)卻不能將分辨帶寬設(shè)為3MHZ,這是因?yàn)樵趯?shí)際中圖象載波附近存在相鄰頻道的伴音載波(相距1.5MHZ),3MHZ帶寬則不能把相鄰伴音載波的能量濾掉,這樣相鄰伴音載波的能量會(huì)加到正在測(cè)量的圖象載波上,使測(cè)到的電平值比實(shí)際的高。