高性能频谱分析仪时域测量原理
高性能频谱分析仪时域测量原理
图1扫频式频谱分析仪原理框图
总的来说，高性能频谱分析仪的时域测量功能相当于一个窄带通信接收机，它能显示在以中心频率为中心的带内频率的时域波形。这个功能仅仅是使得频谱分析仪的span（跨度）设置为0hz，从原理上来说只是频谱分析仪的一个小小的扩展应用。我们从频谱分析仪的原理图来说明这个测试的理论依据。
如图1所示，这是扫频式频谱分析仪的原理框图。当span(跨度为0hz)的时候，扫描控制器的控制信号不再是锯齿波，而变成一条水平线。我们知道，扫描控制器控制lcd显示轴的x轴，当它从水平线上扫的时候，x轴显示的就为时间了。另一方面，扫描控制器变成一条水平线的时候，lo的输出稳定，混频器后的输出信号经过一个通带为分辨力带宽的带通滤波器后，然后通过包络检波器检出信号的包络，控制lcd垂直轴显示信号幅度。这里有几点要说明的：第一，已调信号和lo信号进行谐波混频后，将有用信号频移到了3.6mhz的中频上，然后通过一个中心频率为3.6mhz的中频滤波器滤出有用信号，再通过检波器让信号的幅值作为显示在相对频率（当span为0hz的时候，就是相对时间）的位置。最终在lcd显示上显示的是已调信号的包络，它已经滤去已调信号的载波。第二，中频滤波器在时域测量的时候，必须尽可能的加大它的分辨力带宽，这样能保证信号的完整性。
高性能频谱分析仪时域测量功能的应用
高性能的频谱分析仪，如安捷伦公司的e444x系列，都具有时域测量功能。这里，我们以安捷伦的高性能频谱分析仪e4440为例，说明它在am、fm、脉冲调制信号的测试中应用。当频谱分析仪在zero span（跨度为0hz）状态的时候，这时频谱分析仪为时域分析工作方式，等同于工作在中心频率，带宽为分辨力带宽（rbw）的接收机，它可以显示信号的包络波形，实现am信号的解调。下面的三种应用都是源于这种时域测量功能。
时域测量功能在am信号测试中的应用
使用频谱分析仪的时域测量功能可以获取已调am信号解调的波形，am信号的调制度和am信号的调制频率。
测试条件: 使用信号源发出一个am信号，调制波可以是正弦波、方波、锯齿波等等。
这里使用agilent的e4438分别发出三个载波频率为1ghz、幅度为－10dbm，调制波为10khz的正弦波、三角波、方波，调制幅度50％的信号。然后，使用频谱仪观察信号源的输出波形，并设置频谱仪：使得它的span（跨度）为0hz，中心频率为1ghz，幅度参考为－10dbm，视频带宽vbw、分辨力带宽rbw为3mhz（分辨力带宽尽量设大点，e4440的最大分辨力带宽为8mhz），垂直轴为线性方式显示。
图2 调制信号为正弦波的am波的时域波形图
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如图1所示，这是扫频式频谱分析仪的原理框图。当span(跨度为0hz)的时候，扫描控制器的控制信号不再是锯齿波，而变成一条水平线。我们知道，扫描控制器控制lcd显示轴的x轴，当它从水平线上扫的时候，x轴显示的就为时间了。另一方面，扫描控制器变成一条水平线的时候，lo的输出稳定，混频器后的输出信号经过一个通带为分辨力带宽的带通滤波器后，然后通过包络检波器检出信号的包络，控制lcd垂直轴显示信号幅度。这里有几点要说明的：第一，已调信号和lo信号进行谐波混频后，将有用信号频移到了3.6mhz的中频上，然后通过一个中心频率为3.6mhz的中频滤波器滤出有用信号，再通过检波器让信号的幅值作为显示在相对频率（当span为0hz的时候，就是相对时间）的位置。最终在lcd显示上显示的是已调信号的包络，它已经滤去已调信号的载波。第二，中频滤波器在时域测量的时候，必须尽可能的加大它的分辨力带宽，这样能保证信号的完整性。
高性能频谱分析仪时域测量功能的应用
高性能的频谱分析仪，如安捷伦公司的e444x系列，都具有时域测量功能。这里，我们以安捷伦的高性能频谱分析仪e4440为例，说明它在am、fm、脉冲调制信号的测试中应用。当频谱分析仪在zero span（跨度为0hz）状态的时候，这时频谱分析仪为时域分析工作方式，等同于工作在中心频率，带宽为分辨力带宽（rbw）的接收机，它可以显示信号的包络波形，实现am信号的解调。下面的三种应用都是源于这种时域测量功能。
时域测量功能在am信号测试中的应用
使用频谱分析仪的时域测量功能可以获取已调am信号解调的波形，am信号的调制度和am信号的调制频率。
测试条件: 使用信号源发出一个am信号，调制波可以是正弦波、方波、锯齿波等等。
这里使用agilent的e4438分别发出三个载波频率为1ghz、幅度为－10dbm，调制波为10khz的正弦波、三角波、方波，调制幅度50％的信号。然后，使用频谱仪观察信号源的输出波形，并设置频谱仪：使得它的span（跨度）为0hz，中心频率为1ghz，幅度参考为－10dbm，视频带宽vbw、分辨力带宽rbw为3mhz（分辨力带宽尽量设大点，e4440的最大分辨力带宽为8mhz），垂直轴为线性方式显示。
图2 调制信号为正弦波的am波的时域波形图
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