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淺談提高頻譜分析儀靈敏度的有效途徑
2015-08-19
在日常無線電監(jiān)測(cè)和干擾排查中，我站最常用、最主要的儀器設(shè)備是頻譜分析儀，技術(shù)人員經(jīng)常要利用該儀器捕捉、分析有用信號(hào)及干擾信號(hào)，當(dāng)信號(hào)弱、難以捕捉時(shí)，就必須想方設(shè)法提高該儀器的靈敏度。筆者在多年實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中就如何提高頻譜儀的靈敏度找到了幾條可行途徑，現(xiàn)在此作以簡單介紹。
(1)減小分辨率帶寬
信號(hào)分辨率由中頻(IF)濾波器帶寬決定。頻譜分析儀在對(duì)某個(gè)信號(hào)調(diào)諧時(shí)，便描繪出它的中頻濾波器的響應(yīng)曲線形狀。因此，若兩個(gè)等幅信號(hào)的頻率十分靠近，則兩個(gè)信號(hào)濾波響應(yīng)曲線的頂部可能相互重迭，表現(xiàn)為單一響應(yīng)。若兩個(gè)信號(hào)的幅度不等，但仍靠在一起，則較小的信號(hào)可能隱藏在較大的信號(hào)之下，因而出現(xiàn)測(cè)量誤差。所以，對(duì)于兩個(gè)相近的信號(hào)，頻譜儀的分辨力取決于濾波器的帶寬，即取決于分辨率帶寬RBW。 通過多年工作積累，筆者總結(jié)了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)，即分辨率帶寬每增加10倍，頻譜儀顯示噪聲電平便提高10倍。如果要區(qū)分兩個(gè)靠近的信號(hào)，理論上分辨率帶寬RBW必須小于或等于待分辨的兩個(gè)信號(hào)的頻率間隔，在實(shí)際工作中分辨率帶寬RBW設(shè)置要盡可能小。因此在實(shí)際利用頻譜分析儀測(cè)試中可以通過減小分辨率帶寬RBW來提高頻譜分析儀的靈敏
度。例如在監(jiān)測(cè)FM廣播99.5 MHz～102.5 MHz頻段時(shí)，當(dāng)RBW設(shè)置為100 kHz時(shí)，該頻段的f1=100.6 MHz(江西吉安交通娛樂廣播)，f2=101.1 MHz(江西宜春人民廣播電臺(tái)交通生活廣播)，f3=102.1 MHz(江西吉安人民廣播電臺(tái))三個(gè)廣播信號(hào)全部清晰地監(jiān)測(cè)出來了(如圖1所示)。但當(dāng)分辨率帶寬RBW設(shè)置為300 kHz時(shí)(其它參數(shù)不變)，f2信號(hào)則被淹沒在f1信號(hào)當(dāng)中(見圖2)，將給監(jiān)測(cè)帶來了很大的誤差。
(2)視頻帶寬設(shè)置盡可能小
頻譜儀顯示的譜線是信號(hào)加噪聲，因此當(dāng)信號(hào)接近噪聲電平時(shí)，附加的噪聲疊加在掃描線上，致使難以讀取信號(hào)。根據(jù)多年監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：檢波前的噪聲可以通過較窄的分辨帶寬來降低，從而降低檢波器的噪聲輸出電平;檢波后的噪聲則通過窄帶視頻濾波器來平滑減少噪聲波動(dòng)，因此可以通過減小視頻帶寬來提高頻譜儀的靈敏度。例如在監(jiān)測(cè)DS-9頻道江西衛(wèi)視伴音(198.750 MHz)時(shí)，當(dāng)視頻帶寬VBW設(shè)置為100 kHz時(shí)，伴音信號(hào)被淹沒在噪聲中，從而無法正常監(jiān)聽(見圖3)。減小VBW為3 kHz時(shí)(其它參數(shù)不變)，伴音信號(hào)顯示出來了，監(jiān)聽正常
頻譜分析儀產(chǎn)品鏈接：http://rengken.cn/product/Spectrum-Analyzer/
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