1、頻譜儀的功能介紹

現(xiàn)代頻譜分析儀多采用軟件無線電思想設(shè)計(jì)：搭建通用性強(qiáng)的硬件平臺(tái)，將功能實(shí)現(xiàn)軟件化，使得現(xiàn)代頻譜分析儀具有了“軟件定義儀器”的特征，在維持硬件平臺(tái)基本不變的情況下，通過更新軟件，就可以使頻譜分析儀集成眾多儀器，如接收機(jī)、功率計(jì)、頻率計(jì)、網(wǎng)絡(luò)分析儀的大部分功能，極大擴(kuò)展了頻譜儀的測量能力和應(yīng)用領(lǐng)域。現(xiàn)代頻譜儀發(fā)展迅速，針對(duì)不同應(yīng)用需求，出現(xiàn)了各種各樣的頻譜儀，不同類型的頻譜儀，其性能指標(biāo)和功能配置也有很大差別。

1.信道功率測試：測試指定區(qū)域內(nèi)的中頻功率之和與區(qū)域?qū)挾取８叛灾褪菧y試指定頻段內(nèi)的信號(hào)總功率，或噪聲總功率。

2.鄰信道功率測試：可測鄰道泄露的上下行載波功率強(qiáng)度。概言之，可以選擇多種測試方法包括總功率、參照電平強(qiáng)度、帶內(nèi)測試的方面精確測試載波功率強(qiáng)度。

3.可測電路或者PCB板上器件和電路間的電磁場強(qiáng)度：頻譜儀只可以測試電信號(hào)，但是配上天線和不同探頭就可以測試場強(qiáng)。例如DSA815可以測試1.5G以內(nèi)信號(hào)，配上天線就可以測試物聯(lián)網(wǎng)，RFID等信號(hào)，配上近場探頭就可以測試電場和磁場的信號(hào)。你也可以自己制作電場、磁場的感應(yīng)器接到頻譜儀上就可以測試了。

4．標(biāo)記測量：例如MSA-338有兩種模式：其一是常規(guī)模式，最多顯示測試點(diǎn)的7個(gè)活動(dòng)頻點(diǎn)和最多3個(gè)活動(dòng)的電平值；另一測試模式叫DELTA測試模式，可以對(duì)比2個(gè)測試點(diǎn)的頻率與電平。

5.峰值查找：分兩種，一種為全頻峰值查找，一種為范圍內(nèi)查找。

6.占用帶寬測試。

2、示波器的功能介紹

第一、示波器的觸發(fā)功能和自動(dòng)功能。

示波器的觸發(fā)功能能夠彌補(bǔ)自動(dòng)功能的一些缺陷，它能夠捕捉到一些瞬間的信號(hào)和高速、高頻信號(hào)。要使用這個(gè)觸發(fā)功能，需要對(duì)示波器按照如下步驟進(jìn)行操作：按下Menu按鍵，在模式選擇里面有三種選擇，分別是滾動(dòng)、X—Y和標(biāo)準(zhǔn)模式，這里選擇“標(biāo)準(zhǔn)”模式——然后按下Modecoupling按鍵，觸發(fā)模式選項(xiàng)中選擇“標(biāo)準(zhǔn)”，就是說要選擇兩個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”，一個(gè)是Menu里面的“標(biāo)準(zhǔn)”，另一個(gè)是Modecoupling里面的“標(biāo)準(zhǔn)”。如下圖所示：

圖2、按下Menu按鈕

圖3、在觸發(fā)模式中選擇“標(biāo)準(zhǔn)”

在使用觸發(fā)功能的時(shí)候，我們需要選擇觸發(fā)的種類，觸發(fā)的種類有邊沿觸發(fā)、脈寬觸發(fā)和電平觸發(fā)。我們一般常用的有邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)。其中電平觸發(fā)是一定要配合觸發(fā)功能來使用的，這個(gè)功能由“TriggerLevel”這個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)，而邊沿的選擇可以拖過“Edge”這個(gè)按鍵來選擇，有上升沿，下降沿、任一沿。至于脈寬觸發(fā)，各位童鞋可以自己親自試一下。我們一般只需要通過邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)就可以了。操作界面顯示如下所示：

圖4、觸發(fā)功能的操作界面

第二、示波器看電源的紋波。

圖5、按下通道1

圖6、耦合方式的選擇

第三、示波器的傅里葉功能。

圖7、在算子選項(xiàng)中選擇FFT

圖8、FFT的設(shè)置

圖9、通過移動(dòng)光標(biāo)來標(biāo)注頻譜信號(hào)

第四、示波器看高頻和高速信號(hào)。

圖10、按下探頭選項(xiàng)可以看到探頭阻抗模式

第二、眾所周知，高頻和高速信號(hào)在阻抗不匹配的時(shí)候，會(huì)造成信號(hào)的反射。而我們的高頻和高速信號(hào)的阻抗一般都會(huì)設(shè)計(jì)成為50或者60歐姆。而示波器本身有50歐姆和1M歐姆兩種阻抗兩種選擇，因此當(dāng)我們采用1M歐姆阻抗看高速和高頻信號(hào)的時(shí)候，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)信號(hào)會(huì)有很多的過沖。而當(dāng)我們用50歐姆的阻抗看高速和高頻信號(hào)的時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這種過沖就沒有了。這個(gè)說明采用50歐姆阻抗觀察高頻和高速信號(hào)的效果會(huì)比1M歐姆的效果好。

圖11、示波器阻抗選擇

示波器本身還有很多的使用功能，以上四點(diǎn)只是我們經(jīng)常用到的一些功能。

3、頻譜儀和示波器哪個(gè)好

對(duì)示波器和頻譜儀的功能進(jìn)行了詳細(xì)的分析介紹，那么在實(shí)驗(yàn)應(yīng)用中，頻譜儀和示波器哪個(gè)比較好呢？

以下我們從實(shí)時(shí)帶寬、動(dòng)態(tài)范圍、靈敏度和功率測量準(zhǔn)確度四個(gè)方面比較了示波器和頻譜儀的分析性能誰好。

1）對(duì)于示波器來說，帶寬通常是其測量頻率范圍。而頻譜儀則有中頻帶寬、分辨帶寬等帶寬定義。這里，我們以能對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析的實(shí)時(shí)帶寬作為討論對(duì)象。

從實(shí)時(shí)帶寬來說，示波器普遍優(yōu)于頻譜儀，這對(duì)于某些超寬帶信號(hào)分析尤其有好處，特別是在調(diào)制分析上有著無可比擬的優(yōu)勢。

2）對(duì)于頻譜儀來說，在不考慮相位噪聲等近端噪聲和雜散情況下，平均噪聲電平、二階失真、三階失真是制約動(dòng)態(tài)范圍的最主要因素，以主流頻譜儀的技術(shù)指標(biāo)計(jì)算，其理想動(dòng)態(tài)范圍約為90dB（受二階失真限制）。

大多數(shù)的示波器由于受其AD有效取樣位數(shù)和噪聲底的限制，傳統(tǒng)示波器的理想動(dòng)態(tài)范圍通常不超過50dB。（對(duì)于R&SRTO示波器，在100KHzRBW時(shí)，其動(dòng)態(tài)范圍可高達(dá)86dB）

從動(dòng)態(tài)范圍來看，頻譜儀要優(yōu)于示波器。

3）對(duì)于示波器而言，示波器在Y軸設(shè)置至最靈敏檔時(shí)，通常為1mV/div時(shí)示波器所能測試到最小信號(hào)，拋開端口不匹配等因素來看，示波器的信號(hào)通道產(chǎn)生的噪聲以及軌跡不穩(wěn)定帶來的噪聲是制約示波器靈敏度的最重要因素。

對(duì)于頻譜儀來說，同樣拋開端口不匹配等因素來討論，頻譜儀的在增益最大、衰減器設(shè)置最小情況下，平均噪聲電平可以看作頻譜儀測量小信號(hào)的極限。在不涉及前置放大器的情況下，大多數(shù)性能良好的頻譜儀可以達(dá)到-150dBm。

4）通過對(duì)1GHz頻率信號(hào)的進(jìn)行功率測量來對(duì)比，通過RTO示波器和FSW頻譜儀的測量對(duì)比可以看出，在1GHz處，示波器與頻譜儀的功率測量值僅相差0.2dB左右，這是非常好的測量準(zhǔn)確度指標(biāo)。因?yàn)轭l譜儀在1GHz處的測量準(zhǔn)確度是非常好的。

在頻率范圍內(nèi)，示波器的頻率響應(yīng)指標(biāo)也是很好的，4GHz范圍內(nèi)不超過0.5dB，從這點(diǎn)來說，示波器甚至優(yōu)于頻譜儀的性能。

總的來說，示波器與頻譜儀在頻域分析性能上各有所長，頻譜儀在靈敏度等技術(shù)指標(biāo)上更勝一籌，示波器在實(shí)時(shí)帶寬上較頻譜儀更為出色。在測量不同類型的信號(hào)時(shí)，可根據(jù)測試需求和儀器的不同技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。