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閱讀：8發(fā)布時間：2025-3-26
頻譜分析儀在不加任何信號時會顯示噪聲電平，鑒于頻譜分析儀自身產(chǎn)生的噪聲，其很大一部分來自中頻放大器的級。頻譜分析儀的靈敏度定義為它所顯示的平均噪聲電平（DANL），這一項指標(biāo)關(guān)系到儀表對弱信號的檢測能力。
若一信號的電平等于顯示的平均噪聲電平，它將以近似3dB突起顯示在平均噪聲電平之上，這個信號被認(rèn)為是最小的可測量信號電平，但是如果不用視頻濾波器平均噪聲，一直是不能看到這個現(xiàn)象的。
頻譜分析儀的靈敏度定義為在一定的分辨帶寬下顯示的平均噪聲電平?！捌骄?意味著噪聲信號的幅度隨時間和頻率都是隨機(jī)變化的，要對噪聲功率進(jìn)行定量測試，只能得到其平均值。頻譜分析儀表的靈敏度是儀表的重要指標(biāo)，頻譜分析儀靈敏度與其RBW；VBW；衰減器設(shè)值有關(guān)系。
1、當(dāng)輸入信號功率電平小于儀表噪聲電平時，該信號不會被顯示，儀表對該小信號沒有測試能力。
2、當(dāng)輸入信號幅度大于儀表噪聲時，儀表噪聲會疊加在輸入信號上，既最終顯示信號電平為輸入信號電平和儀表噪聲的功率和。
上面明確了頻譜儀產(chǎn)生噪聲的原因和噪聲對儀表測試的影響，接下來分析以下儀表設(shè)置會影響的噪聲電平的因素。
影響頻率譜分析儀噪聲電平因素:
輸入衰減設(shè)置
衰減器衰減量每增加10dB,頻譜儀顯示噪聲電平提高10dB。輸入信號的電平不隨衰減增加而下降，這是因為當(dāng)衰減降低加到檢波器的信號電平時，而中放（IF）增益同時增加10dB來補(bǔ)償這個損失，其結(jié)果使儀表顯示的信號幅度保持不變。但是，噪聲信號只會受到放大器的影響很大，其電平被放大，增加了10dB。
既然內(nèi)部噪聲主要由中放級產(chǎn)生，因而輸入衰減器不影響內(nèi)部噪聲電平。但是，輸入衰減器影響到混頻器的信號電平，并降低信噪比。
提高頻譜儀表靈敏度的具體方法：
用盡可能小的輸入衰減以得到靈敏度。
儀表內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲是寬帶白色噪聲。即它在整個頻率范圍內(nèi)的電平是平坦的隨機(jī)噪聲，與分辨帶寬濾波器相比它的頻帶是寬的。因而，分辨帶寬濾波器只通過一小部分噪聲能量到包絡(luò)檢波器。如果分辨帶寬增加（或減少）10倍，則增加（或減少）10倍的噪聲能量到達(dá)檢波器，并且顯示的平均噪聲電平將增加（或減少）10dB.
顯示的噪聲電平和分辨帶寬RBW之間的關(guān)系是：
噪聲電平變化（dB）=10log（分辨帶寬2/分辨帶寬1）
RBW從100kHz（分辨率帶寬（老））變到10kHz（分辨率帶寬（新）），結(jié)果噪聲電平變化為噪聲電平變化=log(10kHz/100kHz)=10dB。
頻譜儀中頻濾波器會對中放產(chǎn)生的寬帶白噪聲有頻帶抑制功能，所以RBW越小，通過中頻濾波器的噪聲能量越小，則通過檢波后顯示噪聲的電平越低。
頻譜分析儀的噪聲是在一定的分辨帶寬下定義的。
頻譜分析儀的噪聲電平（和最慢掃描時間）是在最小分辨帶寬下得到的。
提高頻譜儀表靈敏度的具體方法：
用盡可能小的RBW設(shè)置得到靈敏度。
頻譜分析儀顯示出信號加噪聲，因而當(dāng)信號接近噪聲電平時，附加的噪聲疊加在掃描線上，致使更難讀取信號。
視頻濾波器是在檢波之后的低通濾波器，聲信號幅度由于隨時間和頻率都是隨機(jī)波動的，通過檢波處理輸出為交流AC信號，這些AC信號反映到顯示上就是軌跡線的抖動。通過視頻濾波器的低通處理，用以平均（Smooth)噪聲起伏。雖然它不能改善靈敏度，但能改善鑒別力和在低信噪比情況下測量的可重復(fù)性。
減小VBW不會對顯示的CW信號頻譜造成影響，因為CW信號檢波輸出為DC信號，DC信號通過低通濾波處理時，不會被濾波器帶寬所影響。
必須要注意的是：減小VBW可以對噪聲信號進(jìn)行平滑，但并不是得到該噪聲信號的功率平均值。
最后總結(jié)一下提高頻譜儀測試靈敏度的技術(shù)具體方法：
1、最窄的分辨帶寬；
2、最小的輸入衰減；
3、充分利用視頻濾波器（視頻帶寬<0.1-0.01分辨帶寬）
4、前置放大器（內(nèi)部或外部），內(nèi)部前置放大器必須要選件，工作頻率范圍一般為<3GH。前置放大器的開關(guān)由[Amplitude]IntAmp:on/off控制。
外置放大器對頻譜分析儀靈敏度的改善=放大器件增益-放大器噪聲系數(shù)。
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