具有高性能频谱分析仪特性的示波器

2008-05-26 00:28:30来源: Tektronix公司

  许多实验室级品质的示波器除了具有时域测量的功能外,又具有频谱分析仪的功能。由于现今的设计环境中电信应用逐渐普遍,现代示波器也已经增加了一些类似专用频谱分析的功能。

  许多因素促进了测量仪器精度和分辨率的提高。例如,具有浮点FFT运算功能的8比特示波器,可以观测到低至 -100dBm(大约2μV)的信号。然而,在这一水平上有些示波器也会显示出很大的谐波,而频谱分析仪却不会。

  一台好的频谱分析仪

  有三种指标可用于判定一种基于示波器的频谱分析仪的性能,它们是:分辨率带宽(RBW)、本底噪声和动态范围。这三个指标可以用于比较专用频谱分析仪和示波器。

  * 分辨率带宽

  RBW决定了邻近信号被区分开的能力,RBW指数越小说明分辨相邻频率的能力越好。RBW越小越好。

  * 本底噪声

  仪器的本底噪声是它自身固有的噪声,本底噪声决定了能够观察到的输入信号的最小电平。如果输入信号要作为有效的输入和本底噪声相区分,它就必须要比本底噪声有更高的幅值。本底噪声越小越好。

  * 动态范围

  这是输入信号幅值和本底噪声幅值的最大比值,动态范围越大越好。

  这三个参数以及其他一些仪器特性是必须被考虑的。另外,与应用有关的相对重要的特性也不可忽略。随着近阶段数据采集技术的发展,已经出现了一些与顶级频谱分析仪相媲美的示波器平台。

  当选择有频谱分析仪特性的示波器时,许多其它的特性参数也必须要考虑。这包括实际的动态范围、灵敏度、相位精确度、滤波窗口等等。另外一些不那麽实用的特征也很重要。例如:在有时间压力的设计环境中,扫描时间和易用性都影响着作为频谱分析仪使用的示波器。当产品上市的最后期限已经确定,花几分钟(而不是几秒钟)才能显示结果的工具肯定不行。

  低的分辨率带宽会极大地增加扫描时间。当分辨率带宽接近它的最低值时,扫描时间会增加到29秒。时间是很宝贵的,因此易用性也很重要。用示波器进行分析应当遵循常规频谱分析仪分析的模式。大多数工程师已经使用过标准频谱分析仪去分析例如频率(包括跨度、中心频率和RBW)、参考电平偏移和参考电平,遵守这些基本验证过的规程使用户能够通过熟悉的步骤去获得熟悉的结果。

  隐藏的优点

  有些先进的示波器提供了一个专用频谱分析仪没有的特征:对代表频谱变化的采集数据设定门限的能力。对于分析复杂的可能在许多段中带有不同频率分量的波形,设定门限是很有用的。

  通过存储一个由无源电路产生的背景 EMI波形的样本,并用频谱分析去创建一个背景辐射的参考频谱,就能够分离本地产生的 EMI和环境辐射。将结果存储起来,并从再次采集到的数据和频谱变化中减去(用示波器内的数学函数),剩下的就是本地EMI辐射的频谱。

关键字:电信  浮点  比特  示波器  分辨率  带宽  信号

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2008/0526/article_166.html
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