频谱分析仪中RBW和VBW的区别

发布时间：2019-12-12                2166

　　1、RBW(ResolutionBandwidth)代表两个不同频率的信号能够被清楚的分辨出来的最低频宽差异，两个不同频率的信号频宽如低于频谱分析仪的RBW，此时该两信号将重叠，难以分辨。

　　2、分辨率带宽，有人也叫参考带宽，表示测试的是多大带宽的功率。如测试一GSM2W干放满功率单载波输出时，RBW设为100KHz时测得30dBm，设为200KHz测得33dBm。RBW实际上是频谱仪内部滤波器的带宽，设置它的大小，能决定是否能把两个相临很近的信号分开。它的设置对测试结果是有影响的。只有设置RBW大于或等于工作带宽时，读数才准确，但是如果信号太弱，频谱仪则无法分辨信号，此时即使RBW大于工作带宽读数也会不准。

　　VBW:显示带宽－在测试时能看到更宽的频率范围，如果要观测的信号更精细，则需要减少；RBW:分析带宽；比如，测试CDMA的功率，既不能太大，也不能太小，应该与信号的带宽相对应；还有测试链路噪声等，也需要对RBW有一定的要求。RBW，分辨率带宽，有人也叫参考带宽，表示测试的是多大带宽的功率，如测试一GSM2W干放满功率单载波输出时，RBW设为100KHz时测得30dBm，设为200KHz测得33dBm。RBW实际上是频谱仪内部滤波器的带宽，（是中频滤波器的3dB带宽），设置它的大小，能决定是否能把两个相临很近的信号分开。它的设置对测试结果是有影响的。只有设置RBW大于或等于工作带宽时，读数才准确，但是如果信号太弱，频谱仪则无法分辨信号，此时即使RBW大于工作带宽读数也会不准。VBW，视频带宽，表示测试的精度，越小精度越高，如将VBW设为100KHz，表示每隔100KHz取一个样测试其电平，因此可以看到VBW设置越小其测试曲线越光滑。VBW是峰值检波后滤波器带宽，主要是使测试信号更加圆滑。也是3dB带宽。别的厂家有6dB带宽的。RBW要比VBW重要得多。一般HP推荐VBW<0.01RBW.但很多实验表明VBW=0.1RBW最合理。

　　RBW是解析带宽，VBW是视频带宽。RBW不要超过SPAN的十分之一，VBW可以设置为自动，如果信号比较弱的情况下，可以将VBW减小。

　　调整RBW而信号振幅并无产生明显的变的，此时之RBW带宽即可加以采用。

　　较宽的RBW较能充分地反应输入信号频谱的波形与振幅，但较低的RBW将能区别不同频率的信号。也就是说RBW代表两个不同频率的信号能够被清楚的分辨出来的最低带宽差异，两个不同频率的信号带宽如低于频谱分析仪的RBW，此时该两信号将重迭，难以分辨，较低的RBW固然有助于不同频率信号的分辨与量测，低的RBW将滤除较高频率的信号成份，导致信号显示时产生失真，失真值与设定的RBW密切相关，较高的RBW固然有助于宽带带信号的侦测，将增加噪声底层值(NoiseFloor)，降低量测灵敏度，对于侦测低强度的信号易产生阻碍。

下面这幅图解释了不同RBW对灵敏度的影响：

      如果还是不够理解，可以看下面这幅图，更加形象：

　　小技巧：

　　巧妙使用频谱仪的RBW设定测试DUT发射功率（高端频谱仪有ACLR测试项，可以调用默认模板测试）：

　　RBW是频谱仪内部中频滤波器的带宽值，也就是说频谱仪最后测试出来的功率值是基于这个带宽测得的，例如你将RBW设为20MHz，则频谱仪显示的是这20MHz带宽内所有信号+噪声的功率值：以GSM手机举例说明下，GSM信道带宽为200kHz（其中包括了保护间隔），你用频谱仪测试GSM手机1信道功率的时候如果把RBW分别设为200kHz和1MHz，测试得到的1信道峰值功率大小基本相同。

　　频谱仪中读出来得功率的单位是dBm/XXHz,XXHz=RBWBandwidth.当你把RBW设置越来越大，这个值自然跟着升高，直到RBW等于信号的带宽，再增加RBW就不会显著升高了。而WiFi（802.11abg)的有效带宽是20M.当你设置RBW=20M,或者测试channelpower(Bandwidth=20M)的时候就能得到准确地功率，应该和功率计相差1以内。

　　下面详细说明测试注意事项：

　　第一：Ref和ATTEN这两项的设置很重要，防止因实际功率比频谱仪显示的数值高导致测试结果有问题。

　　备注，但实际上很多频谱仪参考值最高只能设置到0dBm，这样就只能改变衰减值来做，通常将衰减值设置到中频滤波器刚好不溢出（溢出时，频谱仪会显示“IFOVLD”），测试时千万要注意提示，否则测试结果不正确。另外，在中频滤波器没有溢出的情况下，衰减值的设定对较大功率的测试结果影响不太大，因为中频放大器自动补偿ATTEN，比如采用20dB、25dB、30dB、甚至40dB，结果是差不多的。但是要注意的是，ATTEN设置越大，噪声就越大，在小信号时就影响较大。

输入衰减器（ATTEN）与中频放大器（IF）联动如下图：

　　第二：RBW设为1M，VBW设为3MHz及以上。标准中有提到，RBW大于等于1%的占用带宽。如果RBW的值过小，也会导致测试结果偏小。

　　第三：所谓的channelpower是指在channel的占用带宽上测试功率，所以channel带宽完全要符合此测试项的含义。IEEE802.11b,g,n20为22MHz带宽，n40为40MHz带宽。

　　第四，检波方式会影响你的测量结果，peak检波要比Avg检波高3dB左右。

　　备注：通常RBW的带宽与频谱仪的带宽有关，很多低端频谱仪都不能设定到20M。

　　下面简单介绍下信号与频谱分析的概念，便于大家加深理解：

大家工作中常常用到示波器、频谱仪、矢量分析仪（ESA），但却不理解，下面这张图则形象的说明了三者区别和各自作用：

　　备注;通常在高端的频谱分析仪会带有矢量分析的功能。

下面这张图表征了同样一个信号在时域（示波器）和频域（频谱仪）不同的显示：

下面是信号的频域指标（功率、相位噪声、杂散、谐波），均可以用频谱仪进行测试。

　　看了这么多，有没有理解呢？好吧，下面出道题，复习下功课：

　　某型号频谱仪低噪为-165dBm/Hz，当RBW设为100KHz时，能否区分出幅度为-120dBm左右的单音信号？如希望准确测量此单音信号的幅度，同时希望尽量节约测试时间，RBW应如何设置？

　　答案是：不能，为什么呢？大家计算下100KHz的RBW的噪声是多少？

　　Pn=-165dBm/Hz+10log（100KHz/Hz）=-115dBm

　　-115dBm>-120dBm因此无法准确测试。

　　最多设置10KHz的RBW时，才可以勉强区分出来。本文转载于西安安泰仪器维修中心网（www.agitekservice.com），欢迎留言咨询。