如何保证频谱分析仪的测量精度
2011-03-30
频谱分析仪采用起始和终止频率之间的频率扫描。一个模拟斜坡信号产生该频率扫描信号，而起始频率由来自高精度的时间基准信号合成。于是，测量精度由模拟斜坡信号和IF滤波器的中心频率所决定。
基于FFT的分析仪，没有这样的模拟斜坡信号，故没有这些因素的限制，从而在整个测量范围内具有一致的精度。范围内的精度则取决于时基和测量算法，故可以比较容易地获得频率精度和重复性。
在传统型扫描分析仪器中，频率误差的原因包括基准频率误差，频率范围精度(范围的5%)和RBW(RBW的15%)。相应地，在基于FFT的分析仪中的频率误差则包括基准频率误差和RBW，具体取决于测量算法，变化范围为RBW的>50%到<10%之间。
为了比较这些误差，就必须忽略基准频率误差，这是因为可以使用一个像铷时钟这类的精密频率源来对其进行补偿。在扫频式频谱分析仪中，当频率范围大于50kHz以及RBW设置超过1kHz时，测量性能将受到影响，除非采用最优化的技术，例如将100MHz的频率放置到频率范围的中心。
如果采用较小的RBW，意味着测试时间的拉长，这是因为扫描时间的问题，因为通常的频谱分析仪中需要150-200ms的扫描时间。测量算法限定了基于FFT的分析仪的测量精度。例如，先进的光谱测量分析工具包中采用了内插技术，可实现比RBW能够实现的更高分辨率，就像上述的例子中，RBW设置到2kHz将会保证更高的精度。
基于FFT的分析仪采用可以实现精确测量的高RBW设置，即便是没有利用精度优化的测量技术。这意味着在相同的测试时间内可以实现更快和更精密的测量。信号分析仪能够执行长度小于20ms的测试样本，这比频谱分析仪高6倍。
除非采用了合适的测量设置，否则即便是对于同一台测试仪器，也会导致的测量结果很大变化。因此，深入理解工作原理对正确地设置测量仪器来说是至关重要的。
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