本文转载自公众号《测试那些事儿》

我们知道任何一个信号都可以看作是很多正弦信号叠加，即由很多频率成分组成，频谱分析仪是通过频域来分析信号，可以方便准确的获得信号频率功率，谐波，调制，杂散，噪声等等。

比如以下是一个20KHz方波频谱的测量

在通信系统中，发射与接收系统都是与频率打交道，如通信带宽、干扰频率、杂散、失真等都需要频域测量才能更有效的分析，所以会用到频谱分析仪。

同时我们也可以对功率进行测量，比如信号发射功率、临道功率、干扰信号、接收灵敏度测量等，杂散大小、失真大小分析等，都是与幅度分不开的。幅度过大或过小，都可能导致系统工作不稳定或不正常。

以下是扫频式超外差接收机的原理框图

几个关键部位如下

前端电容：隔离直流，仪器怕直流。

前端衰减器：调节信号幅度，防止过载、增益压缩、失真。一般基于参考电平值自动设置。

前端放大：提高系统测量灵敏度，用于微小信号的测量。

前端预选：抑制带外信号，防止在中频产生多重响应。

混频器：频率搬移。射频链路中可能会有多个本振VCO和混频器进行混频

LO：混频器的搬移驱动信号。

几个关键指标如下

RBW-分辨率带宽滤波器

-----主要作用是分辨信号用的，频谱仪的频谱分辨率主要决定于分辨率带宽RWB，它决定了分辨两个等幅度信号的能力。

横轴-频率范围

-----主要看看仪器的测量频率宽度

纵轴-幅度范围

-----主要看看仪器能分析的最大和最小信号多少

DNAL-显示平均噪声电平

-----主要看看仪器的底噪如何，决定了最小分析信号幅度

相位噪声

-----主要体现仪器的信号近端分析能力

失真- SHI  TOI  P1DB

-----主要看看仪器分析信号之后的失真如何，影响多大

杂散- 输入相关、剩余响应、近旁杂散

-----主要看看仪器做的纯净度如何

频谱分析仪的大多数应用场景是通过天线、电缆等外接设备来接收信号使用，

了解信号分析仪的固有精度和鉴别被测器件（DUT）连接通道中的误差源，对于优化测量精度非常重要。良好的测量方法和实用的分析仪功能可以减少错误的发生，并且缩短测试时间。

利用数字中频技术，特别是在经过内部校准和校正的改进之后，可以实现高水平的基本精度。例如自带的修正功能和可高度重复的数字滤波器可以让用户在测量期间自由的更改设置，并且基本上不会影响到测试的可重复性。典型的示例包括分辨率带宽、量程、参考电平，中心频率和扫宽。

当 DUT 连接至经过校准的分析仪后，信号传递网络（图 1）可能会出现减损，或者致使被测信号发生改变。只有对这些效应进行适当修正或补偿，才能确保最佳精度。在频谱分析仪中，幅度校正功能采用一系列频率/幅度配对，将其进行线性连接，以产生对应测量显示点的校正系数。然后再依据修正结果调整显示的幅度。保证测量结果中信号传递网络的不良衰减和增益均已被消除，这为信号分析仪提供了完全符合规范的精度。比如说RIGOL的频谱分析仪RSA系列在【Input/Output】按键菜单下就有【幅度校正】相关的功能。

外接DUT可以是如下选项中任何一种，也可以自定义。

然后打开【校正开关】

此时把频谱分析仪的测量的端面从频谱分析仪的RF口移到了更接近DUT的位置，使用分析仪的幅度修正功能，能让频率响应更为平坦，并且提高了幅度精度。例如，在测量极微小的信号时，我们可以把外部前置放大器连接至 DUT，以增加信号电平，从而缓解信号衰减或噪声增大等问题。如今的智能前置放大器可自动配置分析仪并上传增益和频率响应，以获得精确的校正值。

频率响应指标是频谱分析仪重要指标之一，频率响应是指一个恒定幅度的信号经过传输系统后，输出信号的幅度随频率的变化而发生增大或减小，相位随频率的变化而变化。频率响应包括幅频特性和相频特性，射频系统中也常用S21描述传输频率响应，扫频式频谱分析仪只考虑幅频特性。比如我们常测的滤波器的通带就是频响指标。

对于频响的测量我们可以用矢量网络分析仪测量，可以测量信号的频率，幅度，相位特性，可以通过校准去掉系统误差，测量更准确且测量速度快，多种测量结果显示方法。也可以用带有跟踪源的频谱分析仪测量，可以测量信号的频率，幅度特性，可以通过归一化校准去掉系统误差。

那我们如何查看一台频谱分析仪的频响曲线呢？首先通过信号源给一个标准的信号，把频谱分析仪中心频率设置成跟信号源一样的频率，再把RBW和VBW降低，SPAN打成0扫宽，此时屏幕上显示的即为此频率下的频响曲线。

不同的应用场景对器件频响的要求不同，宽带和窄带or扫频和实时。同时频响受温度影响，射频链路上器件的频响误差会影响频谱仪的测量幅度精度。

关键词:频谱仪 幅度校正 测量

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来 源：测试那些事儿

编辑：清风

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