如何选购分析仪

2012-04-01 17:07:40来源: 21ic 关键字:分析仪  性价比  扫描方式

  目前,市场上有许多可供选择的分析仪,有些具备非常特殊的专业用途,有些则提供了较多的通用射频测量能力;有些被称为频谱分析仪,有些则被称为信号分析仪。这些分析仪都是用来测量和显示信号频率与幅度之间的关系的。如何在众多型号的分析仪中选择合适的一款需要多方面的考虑,本文将为您解答在挑选市场上各种分析仪时所遇到的疑问,并帮助您做出正确的选购决定。

  性价比分析

  分析仪的价格部分取决于它的成本。如果设计分析仪时采用低成本的组件,那么它的价格可能是比较诱人的。但是,通常情况下它的性能就会十分有限。性能取决于什么呢?混频器、LO放大器、模/数转换器、FPGA/ASIC和微处理器的选择都会影响到产品最终的成本和性能。举例来说,单回路局部振荡器的设计成本通常是比较划算的,但是,它却可能产生较大的相位噪声失真,导致无效的测量结果。另外,如果单从成本的角度,那么,便宜的微处理器似乎非常吸引人,但是如果把分析仪中所有的DSP都换用这种微处理器来进行解调工作,那么频谱分析仪的运行速度将变得非常慢。

  下面给出了一些在保持成本的前提下提高产品性能的新方法,通过这些方法可以很好地控制产品价格。

  ● 是否采用扫描方式:许多传统的分析仪厂商仍然使用扫描式体系架构。尽管这种架构非常适合于微波和毫米波频谱的分析,但是许多新型的射频分析仪不再采用这种传统的扫描式系统,而采用信号处理测量技术实现了类似的(多数情况下更好的)测量功能。带有频谱分析功能的吉时利2810型矢量信号分析仪就是这类新型产品中极好的一个例子。

  ● 测量速度:当购买分析仪时,您可能会问测量数据是如何处理的,有的仪器为了快速产生测量结果而采用了多个处理器,有的分析仪则采用FPGA或ASIC来进行测量,主处理器仅处理常规事务,还有一些仪器仅仅使用一个微处理器来完成所有的工作。显而易见,虽然最后一种方案对厂商来说是最节约成本的,但是它在处理比较复杂的调制信号时速度将慢得让人无法忍受。吉时利的2810采用了基于DSP IQ测量引擎的独特高速架构,为业界提供了高性能的测量产品。

  频率范围

  没有必要购买那些频率范围超出您所需要的分析仪。分析仪的频率范围是其价格的主要决定因素之一。大多数分析仪的频率范围在2.5GHz、6GHz、13GHz和26GHz左右。高性能的分析仪频率通常能达到50GHz。如果只是对无线通信产品或者工作在ISM波段的产品(例如802.11b/g无线局域网设备)进行测试,那么最高频率低于3GHz的分析仪通常是最划算的。

  载波(CW)测量

  让我们看一看图1中一种简化的频谱分布情况。图中有两个信号:一个是载波,另一个是较小的干扰信号。载波有许多特性,包括幅值、频率、相位噪声和宽带噪声。幅值是由设备在特定的频率下发出的频谱能量。相位噪声(表现为信号的边带特性)体现的是信号的稳定或纯净程度。通常,产品的局部振荡器会对信号的相位噪声产生影响。例如:在图1的左边能观察到一个干扰信号,即寄生信号。该信号可能是由紧邻的大功率发射器所引起的,也可能是从系统的其他部分产生的,例如来源于微处理器的时钟。

基本的信号特征

  图1 基本的信号特征

  幅值测量

  幅值测量的效果越好,结果就越可靠或可信。在选择分析仪时,我们不要局限于测量精度低于0.6dB或者频率低于3GHz的分析仪。

  噪声测量与低电平信号

  在测量噪声和/或低电平信号时,必须确保分析仪有前置放大器,而且还要考虑分析仪的测量架构。通常,分析低电平信号意味着要设定一个非常窄的信号范围。当在比较窄的范围内对多种分析仪的速度进行比较时,就会发现扫描式分析仪的速度是相当慢的,而采用了数字信号处理器的分析仪就不会出现这种问题。最后,您可能想在一定的带宽范围内给出噪声密度的测量结果。与其他分析仪只是将高斯成形滤波器的分辨带宽定义在3dB不同的是,吉时利的2810能够指定滤波器的噪声带宽,从而非常适合进行这种类型的测量。

  交调测量

  这种类型的测量主要测量的是特定的信号条件下分析仪或系统所产生的失真。通过图2我们可以看到仪器的激励是两个载波信号或双音信号。这个双音信号导致仪器产生失真,在频域内可以清楚地看到输入双音信号左右两边的两个失真产物。由于分析仪也是一个信号接收器,在其信号通路中包含有源器件,因此分析仪也可能会产生这种类型的失真,从而导致测量失效。验证信号完整性的一种简便方法是增加分析仪的衰减设置。如果在增加衰减时,信号幅值会减少,那么这个结果是由分析仪产生的;如果改变衰减值对信号幅值没有影响,那么测量就是有效的。当增加衰减值的时候,本底噪声电平也会增加同样大小的分贝值。这就是载波幅值在不同衰减水平下保持不变的原因。然而,本底噪声电平的增加可能意味着噪声信号掩盖了交调结果。

  图2 双音信号(非线性放大器失真)

  为了获得最佳的测量性能,微调衰减步长非常重要。大幅度的衰减步长只能够对本底噪声电平进行10dBs的调整,这样会很快掩盖掉待测信号。

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编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0401/article_4923.html
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