一、頻譜分析儀(Spectrum Analyzer)
頻譜分析儀主要用于測(cè)量電信號(hào)在頻域中的功率分布特性,是分析信號(hào)頻譜特征的重要儀器。根據(jù)內(nèi)部信號(hào)處理結(jié)構(gòu)不同,頻譜分析儀可分為**掃描式(Swept-Tuned)和FFT(快速傅里葉變換)**兩種類型。
l 掃描式頻譜分析儀具有寬頻率覆蓋范圍、低本底噪聲(DANL)以及較大的動(dòng)態(tài)范圍,廣泛應(yīng)用于射頻(RF)與微波領(lǐng)域。
l FFT結(jié)構(gòu)的頻譜分析儀由于采樣率與頻率分辨率的限制,通常適用于低頻信號(hào)分析,但其優(yōu)勢(shì)在于實(shí)時(shí)分析能力強(qiáng),能夠捕獲瞬態(tài)信號(hào)。
部分現(xiàn)代頻譜分析儀(如PSA、ESA等)在傳統(tǒng)掃頻結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,集成了**FFT處理與矢量信號(hào)分析(VSA)**功能,通過(guò)高速A/D采樣及DSP信號(hào)處理,可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜調(diào)制信號(hào)的幅度、相位及調(diào)制質(zhì)量測(cè)量。
此外,當(dāng)前高端頻譜分析儀還可選配多種擴(kuò)展測(cè)試功能,如噪聲系數(shù)(NF)測(cè)試、相位噪聲分析、數(shù)字調(diào)制質(zhì)量評(píng)估等,但這些功能通常以可選項(xiàng)(Options)的形式提供,需要額外配置與授權(quán)。
總體而言,頻譜分析儀可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種調(diào)制信號(hào)(如調(diào)幅、調(diào)頻、數(shù)字調(diào)制等)的頻譜觀察,評(píng)估調(diào)制度與調(diào)制質(zhì)量,并可用于測(cè)量信號(hào)源的相位噪聲、檢測(cè)諧波失真及監(jiān)測(cè)特定頻段內(nèi)的無(wú)線信號(hào)分布情況。
二、網(wǎng)絡(luò)分析儀(Network Analyzer)
網(wǎng)絡(luò)分析儀用于測(cè)量器件或網(wǎng)絡(luò)的傳輸與反射特性,按測(cè)量能力不同分為標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀(SNA)與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)。目前主流產(chǎn)品均為矢量型,能夠同時(shí)測(cè)量幅度與相位信息。
矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀內(nèi)部集成射頻信號(hào)源和接收機(jī),通過(guò)同步掃描頻率實(shí)現(xiàn)S參數(shù)(散射參數(shù))的測(cè)量。當(dāng)信號(hào)源輸出頻率為 f? 時(shí),接收端同步測(cè)量DUT在該頻率下的反射與傳輸響應(yīng),從而計(jì)算S11、S21等參數(shù)。
需要注意的是,盡管網(wǎng)絡(luò)分析儀在結(jié)構(gòu)上包含信號(hào)源與接收系統(tǒng),但其功能與頻譜分析儀并不等同——標(biāo)準(zhǔn)VNA僅用于線性網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的測(cè)量。
隨著測(cè)試需求的拓展,現(xiàn)代VNA已支持頻率偏移測(cè)量選件(Frequency Offset Mode),可用于混頻器等頻率轉(zhuǎn)換器件的性能測(cè)試;此外,通過(guò)非線性選件,也可實(shí)現(xiàn)諧波參數(shù)測(cè)量等高級(jí)測(cè)試功能。
針對(duì)差分器件測(cè)試的需求,VNA還發(fā)展出多端口(如四端口)結(jié)構(gòu),可通過(guò)S參數(shù)矩陣轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)差分與共模參數(shù)分析。需要說(shuō)明的是,這類四端口VNA生成的信號(hào)為“邏輯差分”而非物理差分,主要通過(guò)端口間的相位關(guān)系實(shí)現(xiàn)差分激勵(lì)。四端口VNA在測(cè)試復(fù)雜差分網(wǎng)絡(luò)時(shí)具有更高的靈活性與精度,但其成本通常為兩端口型號(hào)的兩倍左右。
三、總結(jié)對(duì)比
對(duì)比項(xiàng) | 頻譜分析儀 | 網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA) |
主要功能 | 測(cè)量信號(hào)頻譜與功率分布 | 測(cè)量器件的傳輸與反射特性(S參數(shù)) |
信號(hào)源 | 無(wú)(被測(cè)信號(hào)外部提供) | 內(nèi)置信號(hào)源 |
測(cè)量域 | 頻域分析 | 頻域響應(yīng)(幅度+相位) |
應(yīng)用方向 | 信號(hào)分析、調(diào)制質(zhì)量、噪聲與諧波測(cè)試 | 器件/系統(tǒng)特性測(cè)試(濾波器、放大器、天線等) |
典型結(jié)構(gòu) | 掃頻型 / FFT型 | 矢量 / 標(biāo)量 |
擴(kuò)展功能 | NF、相位噪聲、VSA、數(shù)字解調(diào) | 頻率偏移、非線性、差分S參數(shù) |