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频谱分析仪的工作原理与分辨率详解
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频谱分析仪的工作原理与分辨率详解

频谱分析仪的基本概念

频谱分析仪是一种用于测量信号频率成分的电子测试仪器，广泛应用于无线通信、雷达系统、射频设计和电磁兼容性（EMC）测试等领域。它能够将输入信号在频率域上进行可视化展示，帮助工程师识别信号的频率分布、带宽、谐波及干扰源。

频谱分析仪的核心功能

  • 频率扫描：自动扫描指定频率范围，实时显示各频率点的信号强度。
  • 幅度测量：精确测量信号在不同频率下的功率或电压电平。
  • 信号识别：可识别调制信号、杂散信号、噪声底等异常特征。

分辨率的重要性

频谱分析仪的分辨率是衡量其性能的关键指标之一，直接决定了仪器能否区分两个相邻且频率接近的信号。高分辨率意味着仪器具备更强的分辨能力，有助于更精细地分析复杂信号环境。

分辨率的定义与影响因素

  • 分辨率带宽（RBW）：指分析仪在某一时刻能分辨的最小频率间隔。RBW越小，分辨率越高，但扫描时间越长。
  • 本底噪声：分辨率越低，本底噪声越高，可能掩盖微弱信号。
  • 扫宽与扫描时间：扫宽越大，扫描时间越长，分辨率受限制。

如何优化分辨率设置

在实际应用中，需根据测试需求合理选择分辨率带宽：

  • 若需检测微弱信号，应使用较小的RBW（如100 Hz）以提高灵敏度。
  • 若快速扫描大范围频谱，可适当增大RBW（如1 MHz），牺牲部分分辨率换取效率。
  • 结合视频带宽（VBW）滤波器，进一步平滑显示结果，减少噪声波动。
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