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科普知識
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IC連接器

頻譜儀與示波器的三大區別

發布日期:2022-10-09 點擊率:116

  一、實時帶寬
  1、對于示波器來說,帶寬通常是其測量頻率范圍。而頻譜儀則有中頻帶寬、分辨帶寬等帶寬定義。這里,我們以能對信號進行實時分析的實時帶寬作為討論對象。
  2、對于頻譜儀來說,末級模擬中頻的帶寬通常可以作為其信號分析的實時帶寬,大多數的頻譜分析的實時帶寬只有幾兆赫茲,通常較寬的實時帶寬通常為幾十兆赫茲,當然目前帶寬最寬的FSW頻譜儀可以達到500兆赫茲。而示波器的實時帶寬為其實時取樣的有效模擬帶寬,一般為數百兆赫茲,高的可達數千兆赫茲。
  3、這里需要指出的是,大多數的示波器在垂直刻度設置不同時,其實時帶寬可能并不一致,在垂直刻度設置到最靈敏時,其實時帶寬通常會下降。
  4、從實時帶寬來說,示波器普遍優于頻譜儀,這對于某些超寬帶信號分析尤其有好處,特別是在調制分析上有著無可比擬的優勢。
  二、動態范圍
  1、動態范圍指標因其定義不同而有所不同,很多情況下,動態范圍被描述為儀器測量最大信號和最小信號的電平差值。當改變測量設置時,儀器測量大信號和小信號的能力是不一樣的,例如頻譜分析儀在衰減設置不一樣的情況下,其測量大信號所帶來的失真是不一樣的。在這里,我們討論儀器能夠同時測量大小信號的能力,即在不改變任何測量設置的情況下,示波器和頻譜儀在合適設置情況下的最佳動態范圍。
  2、對于頻譜儀來說,在不考慮相位噪聲等近端噪聲和雜散情況下,平均噪聲電平、二階失真、三階失真是制約動態范圍的最主要因素,以主流頻譜儀的技術指標計算,其理想動態范圍約為90dB(受二階失真限制)。
  3、大多數的示波器由于受其AD有效取樣位數和噪聲底的限制,傳統示波器的理想動態范圍通常不超過50dB。(對于R&SRTO示波器,在100KHzRBW時,其動態范圍可高達86dB)。
  4、從動態范圍來看,頻譜儀要優于示波器。但這里要指出的是,這對于常在信號的頻譜分析來說確實如此,然而示波器的頻譜是同一幀數據,頻譜儀的頻譜大多數情況下都不是同一幀數據,因而對于瞬變信號來說,頻譜儀可能無法測量到。而示波器發現瞬變信號(信號滿足動態范圍的情況下)的概率要大得多。
  三、功率測量準確度
  對于頻域分析來說,功率測量準確度是非常重要的技術指標。無論是示波器還是頻譜儀,對功率測量準確度的影響量都是非常多的,下面分別列出其主要的影響量:
  1、對于示波器來說,功率測量準確度的影響量有:端口不匹配引起的反射、垂直系統誤差、頻率響應、AD量化誤差、校準信號誤差等。
  2、對于頻譜儀來說,功率測量準確度的影響量有:端口不匹配引起的反射、參考電平誤差、衰減器誤差、帶寬轉換誤差、頻率響應、校準信號誤差等。
  3、此處我們不對影響量進行逐一分析比較,我們通過對1GHz頻率信號的進行功率測量來對比,通過RTO示波器和FSW頻譜儀的測量對比可以看出,在1GHz處,示波器與頻譜儀的功率測量值僅相差0.2dB左右,這是非常好的測量準確度指標。因為頻譜儀在1GHz處的測量準確度是非常好的。
  4、另外,在頻率范圍內,示波器的頻率響應指標也是很好的,4GHz范圍內不超過0.5dB,從這點來說,示波器甚至優于頻譜儀的性能。

標簽:                                    頻譜儀


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