频谱分析仪常见问题分析

发表时间:2020/6/24   来源:《中国西部科技》2020年7期   作者:付杰
[导读] 频请分析仅是信号分析中的重要设备具有广泛的应用领域。
        摘要:频请分析仅是信号分析中的重要设备具有广泛的应用领域。本文从顺请分析仅的结构与工作总理 入下,分析儿应用过程中的常见问题,并提出意免及解决问题的相关应对措施。
        主题词:频谐分析仪;信号分析;常见问题
1引言
        件随通信业的飞速发展,各种复杂信号的频请测量越来越需要高性能频谱分析仪。同时 大规模数字电路、软件无线电、微波集成及频率合成等关键技术的发展,使得频请分析仪内 郎的关键部件性能得以提高,整机性能也随之得到飞速的提高,可对信号频率、电平、频谐 纯度及噪声等多种参数进行更加精确的测量,频谱仪在各种通信测量中发挥着越来越重要的 作用。本文以频谱分析仪应用作为分析基础,对仪器应用过程中的常见问题展开讨论。
2硬件结构与原理
        频请仪通常测量信号的频率、电压(或者功率),井在显示器上显示山来。从原理上一般 分为两种类型:
        a. 动态信号分析仪。
通过对信号进行时城采样,然后通过博立叶变换获得频率、幅度和相位信息。这种设计方法只适合较低频率的频谱分析,从直流到几千赫兹。
        b.超外差式分析仪。其测量的信号频率可扩展到10GHz,甚至更高。超外差式频谱分 析法利用频谐搬移的原理,通过混频形式把信号变换到中频进行分析,频率范围覆盖更宽, 其应用范围更广。
3频谱分析仪应用的失真信号问题及处理办法
        出现失真信号是频谱分析仪应用过程中十分常见的一类问题,也是影响频谱分析仪信号 分析能力的主要因素。在频谐分析仪的混频器中,测定的失真类型主要包括失真,三阶交调 失真、谐波失真三个方面。三阶交调失真与诺波失真分别几有不同的产生原理,前者是由载 波信号与失真信号的功率差所产生的失真情况,后者是由载波信号与某次谐波的功率差所产 生的失真情况。
3.1三阶交调失真分析
        在混频器中,输入两个频率相近的信号就会产生三阶交调失真的情况。当两个频率相近 的信可进入混频器时,两个信号的幅度是一样的,只要频率有差别,就会形成一个低频信号,-个中频信号,一个高频信号的现象。由于混频器并不属于线性器件,因此必定会出现两信号的三阶交调失真。当出现三阶交调失真现象后,其失真信号的频率介于两个信号的频率之 间,能够进入信号的带宽之内,滤波器不能准确地过滤掉,从而对原目标信号的分析造成影 响。因此,需要对这种失真信号进行了解分析,开根据其特性加以排除,才能够避免失真对 正常的信号分析所带来的干扰。-般对失真信号进行分析与排除, 是通过测量其幅度与正常 信号的幅度之差来决定的,将这一数值称为失真量, 在信号进入滤波器之间,根据失真量对失真信号加以排除。
3.2谐波失真分析
        谐波失真是混频器中另一种十分常见的失真类型。在将一个点频信号FI输入混频器 时,混频器会产生原信号两倍、三倍甚至更多倍的多次谐波,当在原信号FI的两倍或三倍 等谐波的产生处有其他的信号存在,就会形成谐波失真,从而对正常信号造成干扰。对于这种情况,同样可以通过测量失真的大小,确定失真量,来对失真信号予以排除。排除谐波失真信号是计算载波信号与某次谐波之间的功率差,从而算出信号的幅度之差,通过设置带宽来控制信号的通过。
4频谱分析仪保存数据无法调用的问题及处理方法
        在实际的应用过程中,经常会出现已保存的频谱数据无法调用的情况,使信号分析工作 不能正常进行。造成这种问题的原因可能是多方面的。但一般在仪器操作人员水平过关的情 况下,可以排除操作方面的因素,主要从仪器的设置上入手。第一步,确定保存的频谐数据 还是否存在。依次按下FILE键以及FILEBUNAGER键,并选择文件的存储路径,在存储文件中就可以找到相应的频谱数据,如果保存文件不存在,那么就查找不到频谱数据。


        当频请分析仪中存在已保存的频谓数据时,经过检查能够找到文件储存部位,井能进行 相应操作。当检查发现频谱数据文件不存在,那么可以推断为保存过程中出了问题,或者当 时并没有对数据进行保存。当检查发现频谱数据文件存在,那么很有可能是调用列表的文件 储存空间和频谓分析仪的文件储存空间大小不一致。如果调用列表的储存空间较小,空间被 以往的频谱数据占据,那么新储存的频谱数据就不能被调用。对于这种情况,只需要将调用 列表中以往的陈旧频谱数据删除,释放列表空间即可。
        为了防止频谱分析仪在使用过程中发生数据无法正常调用的情况,可以经常删除调用列
表中以往的频谱数据,随时预留出足够的空间,方便对最新频谱数据文件的调用。
5频谱分析仪无法复位的问题及处理方法
        在使用频谱分析仪进行一次信号分析,井完成分析工作之后,如果要进行下一步的信号 分析工作,那么可以按下PRESET健来实现复位操作。但在实际的应用过程中,经常会出现 频谱分析仪在按下PRESET键之后无法复位的情况,造成了下一次信号分析无法进行,或需要手动设置频谱分析仪参数的情况产生,使信号分析工作受到较为严重的延误。对于这种情 况,可以从仪器的设置情况来进行分析,井找出问题的所在,及时做出针对性的处理措施。
该问题处理的第一步,是对通常频谱分析仪在按F PRESET键后的工作原理进行分析。当按下PRESET键之后,STARTUP RECALL中的所设置的测试参数等功能数据会被清除,并重新将数据清零归位,恢复检测器中的默认设置。因此,对于按PRESET键无法直接复位的问题,可以采用手动清除所有设置的方法,在清除之后再对信号分析中所需要使用的设置进行输入,以文件的形式保存在仪器中。首先,依次按下FILE键以及SARTUP RECAL键, 当弹出列表框后选择恢复出厂设置选项,其次,根据测试需求的不同,对常用的配置文件进行相应设置。
6频谱分析仪上的其他问题及处理方法
        在频谱分析仪的应用过程中,还有许多问题,经常干扰着信号分析的正常进行,比如说
经过频谱分析仪所测试的中心频率,和信号发射机上所发射的中心须事发生了偏移,就是十 分常见的一种频谱分析仪的应用问题。出现这种问题,一方面可能是由发射机所造成的。另 一方面,则是由频谱分析仪所造成的。由信号发射机所造成的频率偏移情况,可以按照前文 第二节中所提到的失真信号排除方法来予以排除,如果经过综合测试,发现信号发射机并不 存在频偏现象,那么频偏就应该是频谱分析仪上的问题所造成的。在频谱分析仪中,最有可 能造成频率偏移的是本振装置,当本振装置的参考时钟频率信号不标准时,就会出现频偏现 象。对于该问题,可以按下SETUP健,选择REFEREXCE INT选项,进行设备的校准与自检。
        另外,频谱分析仪的测量准确度还会受到一起噪声的影响。为了增加一起测量的灵敏度, 可以通过设置最窄的分辨率带宽,设置最小的输入衰减,以及控制视频带宽大小来实现。一 般来说,分析率带宽是视频带宽的一百倍。同时,频谱分析仪的测量灵敏度和其他的测量需 求有着一定的矛盾关系,比如说随着测量时间的增加,仪器的测量精度会相应地降低。总之, 频谱分析仪在使用过程中会受到许多问题的影响,其最佳工作状态也是由很多因素共同影响 的,只有进行全面综合的考虑,才能够保证仪器的良好工作。
7结束语
        综上所述,频谱分析仪是当今诸多通信以及传媒领城所使用的核心设备,具有非常重要 的地位。而在频谐分析仪的使用过程中,出现的问题非常多,只有对这类问题进行具有针对 性的处理,才能够保证信号分析工作的正常进行。随着通信技术的飞速发展,对信号分析的 要求逐渐提高,频谱分析仪的研究也将面临新的挑战。因此,在未来的信息科技研究领域, 对频谐分析仪的结构、原理,测量精度等方面的研究将仍然是重点,具有非常高的现实应用 价值。
参考文献:
[1] 罗德与施瓦茨公司. 频谱分析原理[M]. 罗德与施瓦茨公司出版.
[2] 曾巍. 一种数字式频谐分析仪软件系统设计[D). 电子科技大学.2011.
[3] 陈力,冯健. 关于频谱仪最佳参数设置的研究[J]. 现化电子技术.2004.(8).
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