想了解更多的频谱仪原理频谱治疗仪( 四 ) _想了解更多的频谱仪原理

图 2-6. 当混频分量扫过 IF 滤波器时，显示器上描绘出滤波器的特性曲线。
因此，两个输入信号频率必须间隔足够远，否则它们所形成的迹线会在顶部重叠，看起来像是只有一个响应。所幸的是，频谱分析仪中的分辨率（IF）滤波器可调，所以通常能找到一个带宽足够窄的滤波器来分离频率间隔很近的信号。
是德科技频谱分析仪或信号分析仪的技术资料列出了可用的 IF 滤波器的 3 dB 带宽，以便描述频谱仪分辨信号的能力。这些数据告诉我们两个等幅正弦波相距多近时还能依然被分辨。这时由信号产生的两个响应曲线的峰值处有 3 dB 的凹陷，如图 2-7 所示，两个信号可以被分辨。当然这两个信号还可以再近一些直到它们的迹线完全重叠，但通常以 3 dB 带宽作为分辨两个等幅信号的经验值。

图 2-7. 能够分辨出间距等于所选 IF 滤波器 3 dB 带宽的两个等幅正弦信号。
如果采用标准（正态）检波模式（见本章后面的“检波类型”），需要使用足够的视频滤波平滑信号迹线，否则因两个信号相互作用就会有拖尾
象。虽然拖尾的迹线指出了存在不止一个信号，但是很难测定每路信号的幅度。默认检波模式是正峰值检波的频谱仪显示不出拖尾效应，可以通过选择取样检波模式来进行观察。
我们碰到更多的情况是不等幅正弦波。有可能较小的正弦波被较大信号响应曲线的边带所淹没。这种现象如图 2-8 所示。顶部的迹线看起来是一个信号，但实际上它包含两个：一个频率为 300 MHz（0 dBm），另一个频率为 300.005 MHz（-30 dBm）。在去除 300 MHz 的信号后，较小的信号才会显示出来。
分辨率滤波器的另一个技术指标是带宽选择性（也称选择性或形状因子）。带宽选择性决定了频谱仪分辨不等幅正弦信号的能力。是德科技频谱分析仪的带宽选择性通常指定为 60 dB 带宽与 3 dB 带宽之比，如图 2-9 所示。是德科技分析仪中的模拟滤波器具有 4 个极点，采用同频调谐式设计，其特性曲线形状类似高斯分布4 。这种滤波器的带宽选择性约为 12.7:1 。
那么，假定带宽选择性是 12.7:1，若要分辨频率相差 4 kHz、幅度相差 30 dB 的两个信号，应如何选择分辨率带宽呢？

图 2-8. 低电平信号被淹没在较大信号响应曲线的边带里

图 2-9. 带宽选择性：60 dB 带宽与 3 dB 带宽之比
一些老式频谱分析仪或信号分析仪对于最窄的分辨带宽滤波器采用 5 个极点从而改善带宽选择性至 10:1 。新型分析仪通过使用数字 IF 滤波器可以达到更好的带宽选择性。
由于我们关心的是当分析仪调谐至较小信号时对较大信号的抑制情况，因此不需要考虑整个带宽，而只需考虑从滤波器中心频率到边缘的频率范围。为确定在给定频偏时滤波器边带下降了多少，使用如下方程：

图 2-10. 带宽为 3 kHz（上方迹线）不能分辨出较小信号，带宽减小到 1 kHz（下方迹线）时则能分辨
数字滤波器
一些频谱分析仪使用数字技术实现分辨率带宽滤波器。数字滤波器有很多优点，例如它能极大地改善滤波器的带宽选择性。是德科技公司的 PSA 系列和 X 系列分析仪实现了分辨率带宽滤波器的全部数字化。另外像 Keysight ESA-E 系列频谱仪，采用的是混合结构：带宽较大时采用模拟滤波器，带宽小于等于 300 Hz 时采用数字滤波器。