淺析頻譜分析儀原理及使用方法
對于電磁干擾題目的分析而言，頻譜分析儀是比示波器更有用的儀器，用頻譜分析儀可以直接顯示出信號的各個(gè)頻譜分量。
1．1 頻譜分析儀的原理
頻譜分析儀是一臺在一定頻率范圍內(nèi)掃描接收的接收機(jī)，它的原理圖如圖1所示。
頻譜分析儀采用頻率掃描超外差的工作方式。混頻器將天線上接收到的輸進(jìn)信號與本振產(chǎn)生的信號混頻，當(dāng)混頻的頻率即是中頻時(shí)，這個(gè)信號可以通過中頻放大器，被放大后，進(jìn)行峰值檢波。檢波后的信號被視頻放大器進(jìn)行放大，然后顯示出來。由于本振電路的振蕩頻率隨著時(shí)間變化，因此頻譜分析儀在不同的時(shí)間輸出的頻率是不同的。當(dāng)本振蕩器的頻率隨著時(shí)間進(jìn)行掃描時(shí)，屏幕上就顯示出了被測信號在不同頻率上的幅度，將不同頻率上信號的幅度記錄下來，就得到了被測信號的頻譜。根據(jù)這個(gè)頻譜，就能夠知道被測設(shè)備是否有超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的干擾發(fā)射，或產(chǎn)生干擾的信號頻率是多少。
1．2 頻譜儀的使用方法
要獲得正確的丈量結(jié)果，必須正確地操縱頻譜分析儀。本節(jié)簡單先容頻譜分析儀的使用方法。正確使用頻譜分析儀的關(guān)鍵是正確設(shè)置頻譜分析儀的各個(gè)參數(shù)。下面解釋頻譜分析儀中主要參數(shù)的意義和設(shè)置方法。
(1)頻率掃描范圍
規(guī)定了頻譜分析儀掃描頻率的上限和下限。通過調(diào)整掃描頻率范圍，可以對感愛好的頻率進(jìn)行細(xì)致的觀察。在頻率分辨率一定的情況下，掃描頻率范圍越寬，則掃描一遍所需要時(shí)間越長，頻譜上各點(diǎn)的丈量精度越低，因此，在可能的情況下，盡量使用較小的頻率范圍。在設(shè)置這個(gè)參數(shù)時(shí)，可以通過設(shè)置掃描開始頻率和終止頻率來確定，例如：startfrequency=l MHz，stop frequency=ll MHz。也可以通過設(shè)置掃描中心頻率和頻率范圍來確定，例如：center frequency=6 MHz，span=10 MHz。這兩種設(shè)置的結(jié)果是一樣的。
(2)中頻分辨帶寬
規(guī)定了頻譜分析儀的中頻帶寬，這項(xiàng)指標(biāo)決定了儀器的選擇性和掃描時(shí)間。調(diào)整分辨帶寬可以達(dá)到兩個(gè)目的，一個(gè)是進(jìn)步儀器的選擇性，以便對頻率相距很近的兩個(gè)信號進(jìn)行區(qū)別。另一個(gè)目的是進(jìn)步儀器的靈敏度。由于任何電路都有熱噪聲，這些噪聲會將微弱信號沉沒，而使儀器無法觀察微弱信號。噪聲的幅度與儀器的通頻帶寬成正比，帶寬越寬，則噪聲越大。因此減小儀器的分辨帶寬可以減小儀器本身的噪聲，從而增強(qiáng)對微弱信號的檢測能力。
分辨帶寬一般以3 dB(或者6 dB)帶寬來表示。當(dāng)分辨帶寬變化時(shí)，屏幕上顯示的信號幅度可能會發(fā)生變化。若丈量信號的帶寬大于通頻帶帶寬，則當(dāng)帶寬增加時(shí)，由于通過中頻放大器的信號總能量增加，顯示幅度會有所增加。若丈量信號的帶寬小于通頻帶寬，如對于單根譜線的信號，則不管分辨帶寬怎樣變化，顯示信號的幅度都不會發(fā)生變化。信號帶寬超過中頻帶寬的信號稱為寬帶信號，信號帶寬小于中頻帶寬的信號稱為窄帶信號。根據(jù)信號是寬帶信號還是窄帶信號能夠有效地鑒別干擾源。
(3)掃描時(shí)間
儀器接收的信號從掃描頻率范圍的zui低端掃描到zui所使用的時(shí)間叫做掃描時(shí)間。掃描時(shí)間與掃描頻率范圍是相匹配的。假如掃描時(shí)間過短，頻譜儀的中頻濾波器不能夠充分響應(yīng)，結(jié)果幅度和頻率的顯示值變?yōu)椴徽_。
(4)視頻帶寬
視頻帶寬至少與分辨帶寬相同，為分辨帶寬的3至5倍。視頻帶寬反映的是丈量接收機(jī)中位于包絡(luò)檢波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間的視頻放大器的帶寬。改變視頻帶寬的設(shè)置，可以減小噪聲峰一峰值的變化量，進(jìn)步較低信噪比信號丈量的分辨率和復(fù)現(xiàn)率，易于發(fā)現(xiàn)隱躲在噪聲中的小信號。
