圖1.3.1說明了實時頻譜分析儀的結構框圖,由輸入衰減器、低通濾波器、本振、下變頻器構成的可調諧RF前端,把輸入信號下變頻到固定中頻(IF),固定中頻的頻率與儀表的最大實時帶寬有關。中頻信號通過ADC對信號進行數字化,然后傳送到DSP進行處理,對于信號的處理的時間長度小于信號的采集長度時,就能完成對信號的連續采集和連續處理和顯示,這就是所謂的實時處理。實時頻譜分析儀提高了處理速度并增加了實時觸發、無縫信號捕獲和時間相關多域分析功能。
圖1.3.2是對實時頻譜分析儀完成頻譜處理過程的直觀說明,實時頻譜分析儀采用FFT完成頻譜測試,所以實時頻譜分析或處理都是在一定的頻率帶寬內來完成的,實時分析帶寬是實時頻譜分析儀重要的技術指標。
(a) 實時頻譜分析儀處理過程說明
(b) 實時處理
(c) 非實時處理
圖1.3.2實時處理和非實時處理
實時頻譜分析儀處理被測信號時,通過數字化采集實時傳輸,很容易將時間連續的樣點存儲在內存中,實時頻譜分析儀的結構能夠無縫地捕獲沒有時間間隔的輸入信號,這是傳統掃頻頻譜分析儀不具備的技術功能。
在實際的應用領域,技術的發展促進了這幾種頻譜處理技術的融合。現在先進的信號分析儀同時具備這幾種信號處理功能,即會同時包含掃頻頻譜分析功能、矢量信號分析功能和實時頻譜分析功能,通過不同的選件或者應用來實現這幾種信號處理功能。需要根據需求,價格等因素進行儀表配置。在應用時,根據不同的被測信號,來選擇不同的信號處理方法,表1列出了各種信號頻譜測試技術的技術特點和適用對象。
表1各種信號頻譜測試技術的說明:
頻譜測試技術 |
技術特點 |
適用對象 |
掃頻頻譜分析 |
1. 快速完成寬頻帶的頻譜測試,進行信號搜索,諧波測試等 2. 可以模擬實現,也可數字方法實現,技術成熟,儀表價格便宜 |
1. 穩定的連續信號; 2. 周期出現的信號 |
矢量信號分析 |
1. 數字技術實現,通過FFT完成信號頻譜測試,同時提供信號的時域和頻域信息;分析帶寬受信號采樣率限制; 2. 通常FFT運算由軟件完成,測試速度較慢; 3. 具備完整的信號解調分析功能,對采樣的信號數據進行解調分析,得到信號的調制精度參數; 4. 對信號進行記錄和存儲 |
1. 各種穩定的復雜調制信號; 2. 信號形式為穩定信號或周期出現信號 |
實時頻譜分析 |
1. 數字技術實現,通過FFT完成信號頻譜測試,同時提供信號的時域和頻域信息;分析帶寬受信號采樣率限制; 2. 通常FFT運算由硬件完成,測試速度很快;信號處理死區小; 3. 具備完整的信號觸發功能,在復雜信號背景中進行信號提取和確定; 4. 在觸發控制下,進行信號的解調、記錄存儲等功能 |
1. 突發的不規則信號; 2. 瞬態出現的單次信號 |