羅德與施瓦茨頻譜分析儀的底噪測(cè)量技巧

頻譜分析儀是電子測(cè)量領(lǐng)域中非常重要的一類設(shè)備。作為專業(yè)音頻分析工具，其性能直接影響到測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。其中，底噪水平是頻譜分析儀最基本的性能指標(biāo)之一。合理測(cè)量和控制底噪，對(duì)于提高設(shè)備測(cè)量精度、獲得可靠的分析數(shù)據(jù)至關(guān)重要。本文將針對(duì)羅德與施瓦茨頻譜分析儀，探討其底噪測(cè)量的具體方法和注意事項(xiàng)。

一、羅德與施瓦茨頻譜分析儀的底噪特性

羅德與施瓦茨是全球知名的電子測(cè)量?jī)x器制造商，其頻譜分析儀產(chǎn)品線覆蓋從幾十兆赫到數(shù)十個(gè)吉赫的寬廣頻段，廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、航天等領(lǐng)域。這些頻譜分析儀的底噪水平一般可達(dá)到-155 dBm左右，遠(yuǎn)優(yōu)于普通示波器和功率計(jì)等測(cè)量設(shè)備。

底噪是頻譜分析儀性能的重要組成部分，直接決定了其測(cè)量的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍。通常情況下，底噪水平越低，設(shè)備的測(cè)量精度就越高，對(duì)微弱信號(hào)的檢測(cè)也就越敏感。因此，了解和掌握正確的底噪測(cè)量方法非常必要。

二、羅德與施瓦茨頻譜分析儀底噪測(cè)量的步驟

1. 選擇合適的測(cè)量帶寬

頻譜分析儀的分辨率帶寬(RBW)是影響底噪水平的關(guān)鍵參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，RBW越窄，底噪越低。但過(guò)于窄的RBW會(huì)導(dǎo)致測(cè)量時(shí)間增加。因此，在保證測(cè)量精度的前提下，應(yīng)選擇盡可能窄的RBW。通常10 kHz以下的RBW設(shè)置能夠獲得較理想的底噪性能。

2. 調(diào)整輸入衰減器

輸入衰減器的設(shè)置直接影響頻譜分析儀的噪聲系數(shù)。為了獲得最低的底噪，應(yīng)將輸入衰減器調(diào)整到最小(0 dB)。這樣可以最大限度地降低噪聲系數(shù)，提高靈敏度。但如果輸入信號(hào)過(guò)強(qiáng)，則需適當(dāng)增大衰減器以防止混頻器過(guò)載。

3. 打開(kāi)預(yù)放大器

頻譜分析儀通常內(nèi)置有低噪聲放大器，也稱為預(yù)放大器。開(kāi)啟預(yù)放大器可以進(jìn)一步降低整機(jī)的噪聲系數(shù)，從而獲得更低的底噪水平。不過(guò)，預(yù)放大器會(huì)引入一定的雜散響應(yīng)，因此使用時(shí)要注意避免過(guò)載。

4. 選擇合適的掃描時(shí)間

掃描時(shí)間也是影響底噪的一個(gè)重要參數(shù)。對(duì)于給定的RBW，掃描時(shí)間越長(zhǎng)，檢波器能夠收集的噪聲樣本越多，測(cè)量結(jié)果越穩(wěn)定可靠。通常情況下，掃描時(shí)間設(shè)置為RBW的100倍左右能獲得較理想的底噪性能。

5. 采用平均檢波模式

頻譜分析儀通常提供多種檢波模式，如峰值檢波、樣值檢波、平均檢波等。為了獲得最低的底噪水平，應(yīng)選擇平均檢波模式。這種模式能夠有效抑制瞬態(tài)噪聲的影響，得到更平滑穩(wěn)定的測(cè)量結(jié)果。

6. 使用內(nèi)部參考源calibrate

在進(jìn)行底噪測(cè)量之前，可以使用頻譜分析儀內(nèi)部的參考源對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。這樣可以消除由于溫度等因素引起的零點(diǎn)偏移或靈敏度變化，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

7. 合理設(shè)置掃描次數(shù)

適當(dāng)增加掃描次數(shù)有助于提高底噪測(cè)量的重復(fù)性和穩(wěn)定性。一般來(lái)說(shuō)，掃描10次以上，取平均值作為最終結(jié)果，能夠獲得較為可靠的底噪水平數(shù)據(jù)。

三、底噪測(cè)量的注意事項(xiàng)

1. 合理選擇測(cè)量端口

頻譜分析儀通常提供多個(gè)輸入端口，如50Ω和75Ω。在測(cè)量底噪時(shí)，應(yīng)選擇與被測(cè)信號(hào)源匹配的端口，以避免由于阻抗不匹配引起的測(cè)量誤差。

2. 保證良好的屏蔽環(huán)境

底噪測(cè)量對(duì)環(huán)境的電磁干擾極為敏感。應(yīng)盡量在屏蔽良好的環(huán)境中進(jìn)行，并且被測(cè)設(shè)備和頻譜分析儀應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，如開(kāi)關(guān)電源、電機(jī)等。

3. 采用低噪聲信號(hào)線

信號(hào)線的質(zhì)量也會(huì)影響底噪測(cè)量的結(jié)果。應(yīng)選用低噪聲、低損耗的高品質(zhì)信號(hào)線，并保證連接可靠，避免接觸不良造成的額外噪聲。

4. 注意設(shè)備預(yù)熱時(shí)間

頻譜分析儀在通電后需要一定的預(yù)熱時(shí)間，通常30分鐘左右。在此期間，其內(nèi)部電路的溫度會(huì)逐步穩(wěn)定，從而確保測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性和可靠性。

綜上所述，通過(guò)合理設(shè)置頻譜分析儀的關(guān)鍵參數(shù)，采取有效的屏蔽和接地措施，并注意設(shè)備預(yù)熱，即可獲得較為理想的底噪測(cè)量結(jié)果。這不僅有助于提高測(cè)量精度，也為分析設(shè)備性能提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。