频谱仪不同设置读数差异的原因

发布时间：2020-12-25                1556

经常有人在使用频谱仪时遇到这样的问题：在进行信号的频谱分析测试时，为什么不同的频谱仪的设置状态，功率电平读数不一样？

情况1 超宽SPAN频谱测量

设置规则：

测试频点间隔<RBW/2，VBW自动，参考电平稍大于信号电平；频点间隔=SPAN/(测试点数-1)。

原理分析：

频谱仪上每个测试值对应一个测试频段，在测试点左右1/2频点间隔的频段内，进行扫描多次采样；

当信号为CW或带宽小于RBW的窄带信号，只有信号频率处1个RBW内对应信号电平，其它采样值都是噪声电平；依据所选择曲线模式以及检波器类型算法对这些采样值进行计算之后，显示该频点测试值；

曲线平均模式与SAMPLE和AVERAGE检波器可以一起使用，与其它类型检波器不兼容，因为曲线平均模式是算术平均，与PEAK和RMS等算法冲突；

当频点间隔大于RBW时，RBW以外的噪声采样值，除了峰值检波器的最大值算法以外的其它检波器或者曲线平均，都会让读数小于信号电平，频点间隔减小会让读数变大；

当信号带宽大于RBW时，电平读数等于RBW带宽内部分信号功率，读数始终小于信号电平，频点间隔增大会让读数进一步变小。

当频谱仪扫描频点间隔大于RBW时，窄带信号输入，频谱仪设置与结果现象总结：

即时刷新的曲线模式+峰值检波，峰值标记点读数与信号电平一致；

曲线最大保持模式+峰值检波，峰值标记点读数与信号电平一致；

曲线平均模式+峰值检波，峰值标记点读数小于信号电平；

即时刷新的曲线模式+峰值以外的其它检波器，峰值标记点读数小于信号电平。

情况2 宽带调制信号功率测量

准确测量电平的设置规则：

RMS检波器，频谱仪中心频率设为被测信号中心频率，SPAN设为3至5倍信号带宽，测量模式设为band power或者channel power，模式中设置信号带宽涵盖真实信号带宽，RBW<SPAN/1000，VBW>RBW，最终读取band power或者channel power数值，代表信号电平;

RMS与曲线平均模式不兼容，要获得稳定的RMS频谱曲线，需延长测量时间。

不满足设置规则要求时，频谱仪设置与结果现象总结：

即时刷新的曲线模式+峰值检波，power读数大于信号电平；

曲线最大保持模式+RMS检波，power读数大于信号电平；

曲线平均模式+RMS检波，power读数小于信号电平；

VBW<RBW，RMS或AV检波，power读数小于信号电平。

情况3 宽带噪声功率密度测量

正确的设置规则：必须RMS或SAMPLE检波器，RMS检波器时VBW=3*RBW，曲线不可平均；SAMPLE检波器时VBW=0.1*RBW，可以曲线平均；标记marker功能选择noise，读取噪声功率密度。

不满足设置规则要求时，读数可能出现较大偏差。

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