頻譜儀進(jìn)行準確的信號功率測量

　　根據窄帶高斯噪聲的統計分布，帶內高斯噪聲分布為瑞利分布。

　　式中，ρ為噪聲隨機包絡(luò )，?為噪聲的隨機相位。

　　電壓采樣值線(xiàn)性平均后取對數：

　　電壓采樣值對數值平均(幾何平均)：

　　可見(jiàn)，對于窄帶高斯白噪聲，對數平均比線(xiàn)性平均低1.45dB。即頻譜儀測試時(shí)，采用對數平均(對數放大器打開(kāi))，對于電壓測試值來(lái)說(shuō)，幅度包絡(luò )進(jìn)行對數加權運算，對大信號放大的增益小，對小信號放大的增益大。在對數平均的情況下，要比線(xiàn)性平均小1.45dB，比真實(shí)平均功率小2.5dB。

　　頻譜儀實(shí)現平均的方式

　　頻譜儀實(shí)現平均的主要方式有四種：減小視頻濾波器(VBW)使其小于中頻帶寬(RBW);平均值檢波器(AV) ;RMS檢波器;多次測量結果進(jìn)行算術(shù)平均來(lái)作蹤跡平滑。

　　視頻濾波器是置于電壓包絡(luò )檢波器之后，數字加權檢波器之前的數字低通濾波器。視頻濾波器對電壓包絡(luò )采樣值在頻域進(jìn)行低通濾波，相當于時(shí)域采樣值的平均。

　　AV檢波器是對視頻信號進(jìn)行算術(shù)平均，獲得電壓平均值;RMS檢波器是對視頻信號進(jìn)行均方根運算，能夠獲得功率平均值。

　　由取樣檢波器得到的平均噪聲電平，當使用對數電平顯示時(shí)，其平均值低1.45dB。當使用線(xiàn)性電平顯示且大的視頻帶寬時(shí)(如VBW≥10RBW)，可和AV檢波器一樣得到真實(shí)的平均結果。

　　對于自動(dòng)峰值檢波器，不建議使用多蹤跡平均。若打開(kāi)平均功能，通常會(huì )自動(dòng)切換到取樣檢波。

　　使用RMS檢波器進(jìn)行平均功率測試時(shí)，不允許過(guò)程中插入電壓平均功能。因此，通常此時(shí)不允許進(jìn)行蹤跡平均，同理也不允許通過(guò)VBW進(jìn)行平均，一般設VBW≥3RBW。根據平均功率和對數平均與線(xiàn)性平均值的關(guān)系，如果在使用RMS檢波器時(shí)加入了上述平均設置，會(huì )使測試結果比實(shí)際值小2.5dB (其中包括線(xiàn)性平均的1.05dB和對數平均的1.45dB) 。

　　頻譜儀常用功率測試方法及信號處理算法

　　在頻譜儀的應用領(lǐng)域內，不管是通信信號的測試還是其它調制信號的測試，如廣播、電視以及軍用信號，通常在信號帶寬內對整個(gè)信號平均功率的測試是十分重要的。以下將對兩種主要的測試方法進(jìn)行分析，以避免頻譜儀使用過(guò)程中的錯誤設置。