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示波器和频谱分析仪的分析性能指标比较

时间:2021-07-08 17:22 作者:13216102209 阅读:115 次

  频谱分析仪又称频谱分析仪,是一种测试测量设备,主要用于射频和微波信号的频域分析,包括测量信号功率、频率、失真产物等。示波器也是一种用途非常广泛的电子测量仪器.它可以将肉眼不可见的电信号转换成可见的图像,方便人们研究各种电现象的变化过程。

示波器

  下面从实时带宽、动态范围、灵敏度等方面比较示波器和频谱分析仪的分析性能指标。

  1、实时带宽

  对于示波器,带宽通常是其测量频率范围。频谱分析仪具有带宽定义,例如中频带宽和分辨率带宽。在这里,我们以能够对信号进行实时分析的实时带宽作为讨论的对象。

  对于频谱分析仪,最终模拟中频的带宽通常可以作为其信号分析的实时带宽。大多数频谱分析的实时带宽只有几MHz,更宽的实时带宽通常为几十MHz。当然,目前带宽最宽的FSW频谱分析仪可以达到500 MHz。示波器的实时带宽是实时采样的有效模拟带宽,一般为数百MHz,最高可达数千MHz。

  这里需要指出的是,当大多数示波器的垂直刻度设置不同时,它们的实时带宽可能会不一致。当垂直刻度设置为最灵敏时,其实时带宽通常会降低。

  在实时带宽方面,示波器普遍优于频谱分析仪,尤其有利于一些超宽带信号分析,尤其是调制分析,具有无可比拟的优势。

  2、动态范围

  动态范围指数因其定义不同而不同。在许多情况下,动态范围被描述为仪器测量的最大信号和最小信号之间的电平差。当测量设置改变时,仪器测量大信号和小信号的能力是不同的。例如,当频谱分析仪具有不同的衰减设置时,测量大信号引起的失真是不同的。在这里,我们讨论仪器同时测量大小信号的能力,即在不改变任何测量设置的情况下,在适当的设置下示波器和频谱分析仪的最佳动态范围。

  对于频谱分析仪,平均噪声电平、二阶失真和三阶失真是限制动态范围的最重要因素,而没有考虑近端噪声和相位噪声等杂散。计算基于主流频谱分析仪的技术指标。其理想的动态范围约为90dB(受二阶失真限制)。

  大多数示波器都受到 AD 有效采样位和本底噪声的限制。传统示波器的理想动态范围通常不超过50dB。

  从动态范围的角度来看,频谱分析仪优于示波器。但我想在这里指出的是,这对于常见信号的频谱分析是正确的。但是示波器的频谱是同一帧数据,频谱分析仪的频谱在大多数情况下不是同一帧数据,所以对于瞬态信号,频谱分析仪可能无法测量。示波器发现瞬态信号(当信号满足动态范围时),概率要大得多。

泰克示波器

  3、灵敏度

  这里讨论的灵敏度是指示波器和频谱分析仪可以测试的最小信号的电平。该指标与仪器设置密切相关。

  对于示波器,当示波器设置在Y轴上最灵敏的档位时,示波器可以测试到最小信号时通常为1mV/div。无论端口失配等因素如何,示波器的信号通道和走线产生的噪声都不是稳定性引起的噪声,是制约示波器灵敏度的最重要因素。

  对于频谱分析仪来说,同样不考虑端口不匹配等因素。当频谱分析仪的增益最大,衰减器设置为最小时,平均噪声电平可以作为频谱分析仪测量小信号的极限。在不涉及前置放大器的情况下,大多数性能良好的频谱分析仪可以达到-150dBm。

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