頻譜儀進(jìn)行準確的信號功率測量

　　信道功率測試功能通過(guò)對信道帶寬內的功率密度積分來(lái)進(jìn)行信道功率的測量，獲得信道帶寬內的平均功率。

　　其中，PCH為信道功率，PD為功率密度，CHBW為信道帶寬。

　　在應用中，上述算法會(huì )在選擇的信道帶寬內對像素點(diǎn)的線(xiàn)性值(Pi)求和后除以像素點(diǎn)數，再除以中頻濾波器噪聲帶寬，乘以信道帶寬，最后取對數。

　　其中：

　　BCH為信道帶寬，單位為Hz;

　　BN,IF中頻濾波器的噪聲帶寬，單位為Hz。

　　分辨率帶寬(RBW)相對于要進(jìn)行精確測量的信道帶寬要很小。通常設為1%~3%的信道帶寬。

　　信道功率測量一般采用RMS檢波器，因為它得到的結果可以進(jìn)行功率計算獲得真正的信道內平均功率。有時(shí)可用采樣檢波器，但是測試結果存在偏差。由于對噪聲或類(lèi)似噪聲的信號不能找出峰值或均值檢波出的視頻電壓與輸入信號功率的關(guān)系，因此不應采用峰值檢波和均值檢波。有些通信測試標準尤其是時(shí)分信號采用峰值檢波檢測瞬態(tài)功率，而不是平均功率。

　　當使用采樣檢波器時(shí)，如果顯示的頻譜范圍相對于分辨率帶寬很大，離散的信號分量(正弦波信號)可能由于頻譜儀有限的屏幕像素點(diǎn)而被漏掉顯示，因此信道或鄰道功率的測量就不正確。因為數字調制信號是類(lèi)噪聲信號，取樣檢波得到蹤跡就會(huì )類(lèi)似噪聲，不穩定。為了得到穩定的結果，需要采用蹤跡平均，但平均后的信號測試結果會(huì )偏離真實(shí)值。

　　當選擇使用RMS檢波器時(shí)，每個(gè)像素點(diǎn)對應的功率是從多個(gè)電壓測量值中得到的均方根結果，V2RMS對應的功率P是真正的平均功率。

　　通過(guò)增大掃描時(shí)間，每一像素點(diǎn)對應更多的電壓采樣值Vi，達到蹤跡平滑的目的。因此，測量信道功率時(shí)選擇RMS檢波器優(yōu)于取樣檢波器。

　　當使用RMS檢波器或取樣檢波器時(shí)，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。

　　當被測信號為脈沖和時(shí)分通信信號時(shí)，可加入時(shí)間門(mén)控功能，進(jìn)行時(shí)隙內平均功率測試。

　　時(shí)域功率

　　根據頻譜儀測試原理，如果選擇的中頻帶寬RBW大于信號帶寬，且VBW>RBW，設頻譜儀掃描寬度SPAN=0，此時(shí)頻譜儀的本振停止掃描，在中頻帶寬內進(jìn)行單一頻點(diǎn)的時(shí)域測量，顯示橫軸為時(shí)間、縱軸為幅度(功率)，顯示的蹤跡對應檢波以后的電壓采樣值。本功能對于脈沖信號和時(shí)分通信信號的功率測試十分有用。

　　在頻譜儀內部集成了一些算法，可以在設定的時(shí)間段內進(jìn)行功率計算。要獲得準確的功率測量結果，必須合理設置加權檢波器和功率算法。通常采用的是采樣值檢波器。

　　采樣值檢波器蹤跡顯示的是電壓包絡(luò )采樣值Vi。根據檢波器和平均功率的關(guān)系，如果要得到平均功率，需要選擇算法“RMS”;如果要得到峰值包絡(luò )功率，選擇“PEAK”;如果選擇“MEAN”，則對應平均電壓，沒(méi)有與其對應的功率值。

　　深入了解頻譜儀時(shí)域測試原理后，有時(shí)也可采用RMS檢波方式。此時(shí)采用PEAK功率算法，獲得設定時(shí)間段內的最大平均功率;選擇“MEAN”獲得設定時(shí)間段內的平均功率。這種方法有時(shí)會(huì )在時(shí)分通信信號測試中，對不同時(shí)隙功率進(jìn)行測試時(shí)采用。

　　功率測試時(shí)頻譜儀設置規則總結

　　綜合文中所述，可以歸納出幾點(diǎn)在功率測試中應注意的事項，有助于正確利用頻譜儀，并得出較為準確的測試結果。

　　r頻譜儀RMS檢波對應平均功率

　　r高斯白噪聲的峰均比為10dB~12dB

　　rRMS檢波時(shí)，不允許進(jìn)行蹤跡平均，同時(shí)VBW≥3RBW

　　r需要平滑蹤跡時(shí)，注意對數平均的結果小于線(xiàn)性平均(如1.45dB)

　　r信道功率測量

　　• 一般采用RMS檢波

　　• 不允許進(jìn)行蹤跡平均

　　• VBW≥3RBW

　　• 否則測試值會(huì )比實(shí)際值小(最大2.51dB)

　　r時(shí)域功率測量

　　•用來(lái)測試脈沖和時(shí)分通信信號功率

　　•通常采用采樣值檢波

　　•VBW>RBW且RBW>信號帶寬