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    頻譜儀和接收機基本結構和原理
     2022年08月19日 |閱讀次數：114

    頻譜分析儀簡稱頻譜儀，基本功能是測試射頻功率譜掃描測試，直角坐標系橫軸是頻率(Hz)，縱軸是功率(dBm)，頻譜曲線表征每個頻點的功率值。


    頻譜儀的基本結構原理圖


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    衰減器，是將輸入信號功率按照預設比例減小的裝置。它用來降低輸入信號的功率，增大頻譜儀的功率量程上限，優化動態范圍，改善阻抗匹配。調節衰減器能區分識別儀器自身產生的虛假信號，跟隨衰減器調節，峰值讀數發生較大變化的信號，是頻譜儀自身雜散。

    前置放大器通常也叫預放，將輸入信號功率按照預設比例放大的裝置，用來提高頻譜儀的靈敏度。
    混頻器是頻譜儀射頻前端的核心，頻譜儀射頻前端采用超外差混頻方式，所謂超外差（superheterodyne）是超聲外差（supersonic heterodyne）的縮寫，指中頻頻率較高；另一種常見的接收機混頻方式是零中頻，即射頻與本振的頻率相等。

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    混頻器之前的濾波器用來抑制輸入射頻RF的鏡像頻率RF'，即對稱與本振LO的頻率，例如，當中頻IF=LO-RF時，鏡像RF'=LO+IF。當采用高中頻設計時（超外差IF>RF），鏡頻濾波器為低通濾波器；對高于9GHz的微波頻段，通常使用YIG調諧帶通濾波器抑制鏡頻。

    中頻濾波器帶寬就是我們通常說到的分辨率帶寬RBW，頻譜儀帶寬按照-3dB定義(功率50%)，EMI接收機按照-6dB帶寬定義(電壓50%)?，F代頻譜儀常用模擬濾波器結合數字濾波器的方式實現中頻濾波。zui后一級混頻和中頻放大后的中頻濾波器是模擬帶通濾波器，位于ADC之前。數字濾波器是用預設的濾波器算法和帶寬，與通過IQ矢量FFT的獲得中頻頻譜相乘，從而實現中頻濾波過程。
    檢波器，用來檢測中頻信號電壓包絡獲取電平測量值的器件。模擬中頻信號，經過包絡檢波器，輸出峰值包絡也就是視頻信號，經ADC轉為數字信號，經數字視頻濾波（對應視頻濾波器），然后檢波運算。檢波方式分為峰值、采樣、RMS和平均等。
    檢波器的輸出顯示被測頻率范圍的頻譜。
    接收機與頻譜儀在結構和原理上是基本一致的，與頻譜儀的主要區別：

    • 接收機不是連續掃描，是離散固定點頻測量；

    • 接收機中頻帶寬是-6dB，頻譜儀是-3dB；

    • 通常接收機射頻前端有預選器，而頻譜儀只有鏡頻濾波器；

    • 專用接收機有某些標準規定的特殊類型檢波器。



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