频谱仪谐波测试方法

近代电子测量作业四

1、请画出外差式频谱仪的组成框图，说明其工作原理，针对Agilent ESA-E频谱仪，假设输入信号的频率为2.15GHz，请分别写出频谱仪的第一本振、第二本振、第一中频和第二中频的频率。

答：外差式频谱仪的频率变换原理与超外差式收音机相同：利用无线电接收机中普遍使用的

自动调谐方式，通过改变扫频本振的频率来捕获待测信号的不同频率分量，也称扫频外差式频谱仪。由于被分析的频谱依次被顺序采样，因而不能进行实时分析。这种分析仪只能提供幅度谱，不能提供相位谱。外差式频谱仪包括输入通道、混频电路、中频处理电路、检波和视频滤波等部分，其组成框图如下：

频谱仪的第一本振为3.9214+2.15=6.0714(GHz), 第一中频3.9214GHz,第二本振3.6GHz,第二中频321.4MHz。

2、某频谱仪中频滤波器的频响如下图所示，请分别计算其40dB和60dB的波形因子。幅度:10dB/div，SPAN:50KHz

第 1 页 共 3 页

3dB带宽约为1.5KHz,40dB带宽约为7.0KHZ，60dB带宽约为14.0KHz，因此40dB波形因子为4.67, 60dB波形因子9.33。

3、某次使用频谱仪测量500MHz正弦信号的

一、什么是频谱分析仪

在频域内分析信号的图示测试仪。以图形方式显示信号幅度按频率的分布，即X轴表示频率，Y轴表示信号幅度。 二、原理：

用窄带带通滤波器对信号进行选通。 三、主要功能：

显示被测信号的频谱、幅度、频率。可以全景显示，也可以选定带宽测试。 四、测量机制：

1、把被测信号与仪器内的基准频率、基准电平进行对比。因为许多测量的本质都是电平测试，如载波电平、A/V、频响、C/N、CSO、CTB、HM、CM以及数字频道平均功率等。

2、波形分析：通过107选件和相应的分析软件，对电视的行波形进行分析，从而测试视频指标。如DG、DP、CLDI、调制深度、频偏等。 五、操作：

（一）硬键、软键和旋钮：这是仪器的基本操作手段。

1、三个大硬键和一个大旋钮：大旋钮的功能由三个大硬键设定。按一下频率硬键，则旋钮可以微调仪器显示的中心频率；按一下扫描宽度硬键，则旋钮可以调节仪器扫描的频率宽度；按一下幅度硬键，则旋钮可以调节信号幅度。旋动旋钮时，中心频率、扫描宽度（起始、终止频率）、和幅度的dB数同时显示在屏幕上。

2、软键：在屏幕右边，有一排纵向排列的没有标志的按键，它的功能随项目而变，在屏幕的右侧对应于按键处显示什么，它就是什么按键。 3、其它硬键

频谱仪、扫频仪、干扰仪、接收机之间的联系和区别

标签： 频谱仪 扫频仪 干扰仪 接收机

分类： 频谱测量篇

频谱仪：我们用来测量信号频率和功率（幅度）关系的仪器。按照实现的方式分为两大类：扫频分析仪和FFT分析仪。接收机是一种特殊的频谱仪，当频谱仪工作在单一频点接收状态，通过检波或者FFT方式，接收机实现对信号幅度变化的快速测量。

扫描式频谱分析仪：上图第一个框图是扫描式频谱分析仪原理框图。传统频谱分析仪结构。其实现方式为：RF信号进入仪器后，通过变频器将RF信号下变频至一固定中频IF。频率控制，由扫描式的本振LO控制（锯齿波发生器控制VCO输入电压）。在频谱仪的屏幕上，能看到明显的频率扫描过程（从设置的起始频率，扫到终止频率）。在IF分析，通过滤波（一般<10MHz），检波得到信号功率信息。至此，实现了功率和频率关系测试。它的缺点在于，速度慢，看不到瞬态干扰信号和同频信号。

传统扫描式频谱分析仪结构框图

FFT分析仪：上图第二个框图，描述FFT分析仪的框图结构。与扫频仪类似，还是通过变频，将RF信号，变到固定IF。唯一不同的是，本振的控制不是连续的扫描，而是采用固定LO方式。在IF处理部分，使用了数字信号处理DSP，采用“快速傅里叶变换”FFT将时域信号转变到频域。这个转换是宽带转换，也就是通过fft，能够一次得到20MHz甚至更高带宽的频谱分析。所以

频谱分析仪检定规程

目 录：

1 范围 ............................................................................................................................. 2 2 概述 ............................................................................................................................. 2 3 计量器具控制 ............................................................................................................... 2

3.1 首次检定、后续检定和使用中检验 ...................................................................... 2

3.2 检定条件 .......................

频谱仪

频谱仪原理与使用介绍主讲：李家杰

2008年4月

频谱仪

频谱测量的意义频谱仪的工作原理频谱仪各主要组件的功能频谱仪的正确使用频谱仪的各项参数设置介绍频谱仪的校准利用频谱仪进行测量的一些技巧

2008年4月

频谱仪

频谱测量的意义

频谱分析仪对于信号分析来说是不可少的。它是利用频率域对信号进行分析、研究，同时也应用于诸多领域，如通讯发射机以及干扰信号的测量，频谱的监测，器件的特性分析等等，各行各业、各个部门对频谱分析仪应用的侧重点也不尽相同。

2008年4月

频谱仪

频谱测量的意义 科学发展到今天，我们可以用许多方法测量一个信号，不管它是什么信号。通常所用的最基本的仪器是示波器---观察信号的波形、频率、幅度等，但信号的变化非常复杂，许多信息是用示波器检测不出来的，如果我们要恢复一个非正弦波信号F,从理论上来说，它是由频率F1、电压V1与频率为F2、电压为V2信号的矢量迭加。

2008年4月

频谱仪

频谱测量的意义A 从分析手段来说，示波器横轴表示时间，纵轴为电压幅度，曲线是表示随时间变化的电压幅度，这是时域的测量方法。如果要观察其频率的组成，要用频域法，其横坐标为频率，纵轴为功率幅度。这样，我们就可以看到在不同频率点上功率幅度的分布，就可以了解这两个(或是多

外接滤波器对提升频谱仪测试效能的应用综述

■ 涂鸿渐 戴顺民 唐纯桃 陈开仁

一、频谱分析仪的基本构造及灵敏度

频谱分析仪的基本构造（图1）

（一）频谱仪的灵敏度定义

简言之，频谱仪的灵敏度（也叫作显示的平均噪声电平（DANL）或本底噪声）决定了仪器可以测量的最小信号。对于在室温下的1Hz噪声带宽，理论上DANL的下限为KTB或-174dBm。DANL与中频滤波器带宽和衰减器的大小是有关系的，所以在各个厂家数据手册中提到DANL这个指标时需要注明在该指标下中频滤波器带宽和衰减器的大小。特别是中频滤波器带宽的大小如果没有特别说明则默认是1Hz。这个时候需要注意的是，该频谱仪的中频滤波器的最小带宽是否能够达到1Hz，如果不是则实际测量时无法测到其标称的信号。假设数据手册上只写着DANL为-140dBm，且中频滤波器带宽最小值为1kHz，可知该频谱仪最小能够测到-110dBm 的信号，而不是标称的-140dBm。以安捷伦手持式频谱分析仪N9340B为例，其最小RBW为30Hz，此时DANL为-124dBm，使用前置放大器（20dB增益）后是－144dBm。

（二）影响频谱仪灵敏度的设置条件

在测量低电平信号时，特别是测量信号

外接滤波器对提升频谱仪测试效能的应用综述

■ 涂鸿渐 戴顺民 唐纯桃 陈开仁

一、频谱分析仪的基本构造及灵敏度

频谱分析仪的基本构造（图1）

（一）频谱仪的灵敏度定义

简言之，频谱仪的灵敏度（也叫作显示的平均噪声电平（DANL）或本底噪声）决定了仪器可以测量的最小信号。对于在室温下的1Hz噪声带宽，理论上DANL的下限为KTB或-174dBm。DANL与中频滤波器带宽和衰减器的大小是有关系的，所以在各个厂家数据手册中提到DANL这个指标时需要注明在该指标下中频滤波器带宽和衰减器的大小。特别是中频滤波器带宽的大小如果没有特别说明则默认是1Hz。这个时候需要注意的是，该频谱仪的中频滤波器的最小带宽是否能够达到1Hz，如果不是则实际测量时无法测到其标称的信号。假设数据手册上只写着DANL为-140dBm，且中频滤波器带宽最小值为1kHz，可知该频谱仪最小能够测到-110dBm 的信号，而不是标称的-140dBm。以安捷伦手持式频谱分析仪N9340B为例，其最小RBW为30Hz，此时DANL为-124dBm，使用前置放大器（20dB增益）后是－144dBm。

（二）影响频谱仪灵敏度的设置条件

在测量低电平信号时，特别是测量信号

谐波测试仪的使用

1、 总则

（1） 电能质量的现状

随着高科技产业的发展，电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感， 电器设备的正常运行甚至使用寿命都与之息息相关。电能质量问题又可分为电压质量和电流质量两个方面。电压质量问题指会影响用户设备正常运行的 不理想的系统电压，包括电压的闪变(Flick)、瞬时过电压(Swell)、谐波畸变 (Harmonics)、各相电压不平衡(Unbalance)等情况；电流质量问题指电力电子 设备等非线性负荷给电网带来的电流畸变，包括流入电网的谐波电流，以及无功、不平衡负荷电流、低频负荷变化造成的闪烁等。

目前电能质量问题主要由负荷方面引起。例如冲击性无功负载会使电网电 压产生剧烈波动，降低供电质量。随着电力电子技术的发展，它既给现代工业带来节能和能量变换积极的一面，同时电力电子装置在各行各业的广泛应用又对电能质量带来了新的更加严重的损害，已成为电网的主要谐波污染源。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，使绝缘老化，寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波还会引起电力系统局部发生并联谐振或串联谐振，使谐波含量被放大，致使电容器等设备烧毁。 （2） 谐波的产生

谐波的产生：冶金、石化、矿

80MHz～100MHz频谱分析仪（E题）

【本科组】

摘 要

本系统采用MSP430F5529为主控器件，采用锁相环频率合成芯片ADF4110、三阶RC低通滤波器和压控振荡芯片MAX2606实现稳定的本振源，产生本征频率在90MHz～110MHz的恒定正弦信号；采用乘法器AD835实现对输出信号幅度的调整；同样采用AD835实现被测信号与本征信号的混频，经过低通滤波得到混频后的低频量由单片机上的ADC进行采样，能在80MHz～100MHz频段内扫描并显示信号频谱和主信号频率，并且够测量全频段内部分杂散频率的个数。经测试，本系统实现了题目要求的全部功能，且人机交互友好。

关键词：锁相环 ；ADF4110；频谱仪；

1

一、方案论证

（一）方案比较与选择

1.基于锁相环的本振源

方案一：采用MC145152+MC12022+MC1648L构成的锁相环电路

MC145152芯片是摩托罗拉公司生产的锁相环频率合成器专用芯片，需要配合前置分频器MC12022和压控振荡器MC1648及环路滤波器共同组成稳定的锁相环频率合成电路，最高可以达到225MHZ的输出。

方案二：采用ADF4110+MAX2606构成的锁相环路。

ADF4110芯片是AD

2015全国电设E题报告,电路图、过程分析完整可靠。

80MHz～100MHz频谱分析仪（E题）

【本科组】

摘 要

本系统采用MSP430F5529为主控器件，采用锁相环频率合成芯片ADF4110、三阶RC低通滤波器和压控振荡芯片MAX2606实现稳定的本振源，产生本征频率在90MHz～110MHz的恒定正弦信号；采用乘法器AD835实现对输出信号幅度的调整；同样采用AD835实现被测信号与本征信号的混频，经过低通滤波得到混频后的低频量由单片机上的ADC进行采样，能在80MHz～100MHz频段内扫描并显示信号频谱和主信号频率，并且够测量全频段内部分杂散频率的个数。经测试，本系统实现了题目要求的全部功能，且人机交互友好。

关键词：锁相环 ；ADF4110；频谱仪；

2015全国电设E题报告,电路图、过程分析完整可靠。

一、方案论证

（一）方案比较与选择

1.基于锁相环的本振源

方案一：采用MC145152+MC12022+MC1648L构成的锁相环电路

MC145152芯片是摩托罗拉公司生产的锁相环频率合成器专用芯片，需要配合前置分频器MC12022和压控振荡器MC1648及环路滤波器共同组成稳定的锁相环频率合成电路，最高可以达到225MHZ的输出。

方案二：