qq_43416206的博客

图4-9所示的测试结果是在频谱分析仪的分辨率带宽为100kHz时获得的,而图4-10所示的测试结果是在频谱分析仪的分辨率带宽为1kHz时获得的。从前面的内容可知，通过调整频谱分析仪的3dB带宽(分辨率带宽)和带宽选择性(中频滤波器的形状因子)可分辨两个频率靠近的信号，但其前提条件是，相位噪声不能掩盖小信号。因为，单点频信号在频谱分析仪上的显示结果为中频滤波器的频响形状，如果只是选择了合适的分辨率带宽，但中频滤波器的响应不够陡峭，幅度较小的信号可能会被幅度大的信号的裙边所淹没，如图4-13所示。

了解频谱分析仪的性能指标对于频谱分析仪的操作者来说是比较重要的，可使频谱仪的操作者预期该仪器在特定测量情况下的执行情况，换句话说，频谱仪用户可以据此确定测量的总体精度。若增大非线性器件输人信号的电平，将增大输出的失真分量。现代频谱分析仪的许多增强功能由不同的硬件或软件选件完成，所以，即使是同一型号，若采用了不同的配置，厂家给出的指标也有一定的差异。假定一个200MHz的基波信号电平是5 dBm(以图 4-3中的参数为例)，则基波信号电平与截获点的差是 30dB，那么，二阶失真分量的电平是-25 dBm。

之所以将包络检波器输出的信号称为视频信号，是在由于早期的模拟频谱分析仪中，包络检波器输出的信号被用来驱动 CRT 显示器的垂直偏转。包络检波器的输出是跟随中频信号包络的变换而变化的，而不是跟随中频载波的瞬时值变化(这就是频谱分析仪的电压表特性)。视频滤波器的截止频率可减小到小于所选定的分辨滤波器的带宽，此时，视频系统不再跟随中频信号包络的快速变化，其结果就是所显示的结果被平滑或平均了。如果我们固定频谱分析仪的本振频率，则频谱分析仪调谐信号的一个频谱分量上，中频输出一个幅度不变的、稳定的正弦波。

由于基波调谐的两个曲线靠得很近，会产生一些问题:假如，我们调谐频谱分析仪的本振到5GHz。对于调谐曲线1来说，信号4.7GHz会在显示器上产生响应。同样，调谐曲线1中的5.3GHz(4.7GHz的镜像频率)也会在显示器上产生响应。如果希望测量的信号为4.7GHz(即1曲线)，那么，当本振被调谐到 4.4GHz时，会在调谐曲线1上产生响应。而这时的本振频率是我们希望测量1曲线上的4.1GHz信号。

所谓基波混频，是指输入信号与本机振荡的基频进行混频。谐波混频是指利用混频器的非线性特性，输入信号与本机振荡信号的谐波进行混频。为了覆盖高频率范围，给定的本振频率必须进行倍频，例如，本振信号在用于混频器之前应进行倍频。基波混频是首选的，其转换损耗小，因而能保持频谱分析仪的低噪声系数。通过这种方法可获得良好的性能，然而，需要本振信号的复杂处理。除倍频器外，在倍频之后需要滤波器抑制次谐波。放大器必须能适合高本振电平，并具有高的带宽，因此需要设计一个粗略对应于高频输入单元的输入频率范围。

图 2-17~图 2-20 所示的是几种频谱分析仪的外观图，从中可以看到，即使是同一厂家的频谱分析仪(HP8563A、E4407B 都是安捷伦的频谱分析仪)，其控制面板也不一样。在以下的内容中，将讲述实际的工作在9kHz~3GHz的超外差频谱分析仪的工作原理。比如，在安捷伦的N1996频谱分析仪中，按控制面板中的【AMPTDYScale】按键，再按屏幕右边的热键【RefLevel】(参考电平),通过面板上的数字按键输入“1、0”,再按〖dBm)按钮，即可设置频谱分析仪的参考电平为10dBm。

超外差频谱分析仪是目前应用最广泛的一种频谱分析仪，它利用无线电接收机中普遍使用的自动调谐方式，通过改变本振的频率来捕获被测信号的不同频率分量。混频器的输出是中频信号。如果本机振荡信号的频率是可调谐的(这在技术上是可行的)，那么，整个输入频率范围的信号都可通过改变本振信号的频率来变换为一个固定的中频。由于显示的频率值是扫频发生器电压值的函数，所以对应被测信号的频率值，因此，被测信号的信息显示在频谱分析仪的显示器上。实用的波形分析仪并不改变滤波器的频率，而是改变信号的频率，从而使滤波器的频率维持固定不变。

FFT频谱分析仪的工作原理:被分析的信号通过模数转换器采样，变成离散信号，采样值被保存在一个存储器中，经过离散FFT变换计算，计算出信号的频谱。频谱分析仪的变频前端将仪器的适用范围扩展到GHz的频段，经变频后的输入信号频率变成适于FFT处理的频段，电路中的滤波器与频谱分析仪的滤波器不同，这里的滤波器不是选择性的，而是为了防止ADC变换过程产生的信号混叠，即滤除变换过程中出现的虚假信号。时域得到的是信号的波形信息，不能测量混合信号，如果存在干扰或失真信号，在时域上无法区分有用信号和无用信号。

究竟什么是频谱?广义上，信号频谱是指组成信号的全部频率分量的集合，频谱测量就是在频域内测量信号的各频率分量，以获得信号的多种参数。狭义上，在一般的频谱测量中常将随频率变化的幅度谱称为频谱。图 1-15中展示了图1-12所示信号在时域和频域的两个方面。在频域方面，显示了每个正弦波的幅度随频率变化的情况。从图1-15可以看到，复杂的信号实际上包含不同频率的正弦波，它告知我们为什么原来的波形不是一个纯净的正弦波--原来的信号中还包含一个二次谐波。频谱测量的基础是傅里叶变换。

举例： SYST:PRES //初始化 CALC2:CUST:DEF „My VC21‟, „Vector Mixer/Converter‟ //创建一个自定义测量 CALC2:PAR:SEL „My VC21‟ //选择测量 CALC2:CUST:MOD „S22‟ //更改测量参数为“S22” 复位状态： 无 按键路径： 无 兼容型号： 3674/3672/3671/3650系列 3.3.3.3 :CALCulate:DATA 子系统 发送和接收网络分析仪的测量数据。//查询通道1时域门的时间跨度。

设置服务请求使能寄存器中的位，发送*SRE<value>命令，其中<value>为十进制值，对应要使能的位的二进制加权。:CALCulate<cnum>:CORRection:OFFSet:PHASe <num>[<char>] 已替代功能描述： 设置或查询所选测量的相位偏移量。:AFR:FIXTure:CMATch:STATe ON //设置当前仪器夹具匹配修正的状态。 AF R子 系 统 < < < < < < < < < < < < < < << < < < < < < < < <52。

I/O 库是为仪器预先编写的一些软件程序库被称为仪器驱动程序，即：仪器驱动器（Instrument driver），它是介于计算机与仪器硬件设备之间的软件中间层，由函数库、实用程序、工具套件等组成，是一系列软件代码模块的集合，该集合对应于一个计划的操作，如配置仪器、从仪器读取、向仪器写入和触发仪器等。它驻留在计算机中，是连接计算机和仪器的桥梁和纽带。通过提供方便编程的高层次模块化库，用户不再需要学习复杂的针对某个仪器专用的低层编程协议， 采用仪器驱动器是快速开发测试测量应用的关键。

ESE 属于 SCPI 寄存器的使能部分，若其中的一位置 1 并且相应的ESR 中的某个数据位从 0 变化到 1，那么 STB 的 ESB 位设置为 1。状态字节与 SCPI 寄存器中的条件部分比较后的结果可假设为 SCPI层次中的最高层。此时查询得到的该通道的轨迹数据是通道状态改变前的数据，也就是说数据和通道现在的设置状态不匹配。每个寄存器的0位用来汇总在这个寄存器后的其它寄存器状态。状态字节（STB）寄存器和与之关联的屏蔽寄存器——服务请求使能寄存器（SRE）组成了状态报告系统的最高层寄存器。

SCPI(Standard Commands for Programmable Instruments——可程控设备的标准命令)是一个基于标准 IEEE488.2 建立的，适合所有仪器的命令集。其主要目的是为了使相同功能具有相同的程控命令，以实现程控命令的通用性。SCPI 命令由命令头和一个或多个参数组成，命令头和参数之间由空格分开，命令头包含一个或多个关键字段。命令直接后缀问号即为查询命令。命令分为通用命令和仪器专用命令，它们的语法结构不同。