簡述用示波器和頻譜儀觀察同一訊號的異同之處

2021-08-28 17:46:35 字數 1492 閱讀 8705

1樓:非洲酋長

從實時頻寬、動態範圍、靈敏度和功率測量準確度四個方面比較了示波器和頻譜儀的分析效能指標的區別。

1 實時頻寬

對於示波器來說,頻寬通常是其測量頻率範圍。而頻譜儀則有中頻頻寬、分辨頻寬等頻寬定義。這裡,我們以能對訊號進行實時分析的實時頻寬作為討論物件。

對於頻譜儀來說,末級模擬中頻的頻寬通常可以作為其訊號分析的實時頻寬,大多數的頻譜分析的實時頻寬只有幾兆赫茲,通常較寬的實時頻寬通常為幾十兆赫茲,當然目前頻寬最寬的fsw頻譜儀可以達到500兆赫茲。而示波器的實時頻寬為其實時取樣的有效模擬頻寬,一般為數百兆赫茲,高的可達數千兆赫茲。

這裡需要指出的是,大多數的示波器在垂直刻度設定不同時,其實時頻寬可能並不一致,在垂直刻度設定到最靈敏時,其實時頻寬通常會下降。

從實時頻寬來說,示波器普遍優於頻譜儀,這對於某些超寬頻訊號分析尤其有好處,特別是在調製分析上有著無可比擬的優勢。

2 動態範圍

動態範圍指標因其定義不同而有所不同,很多情況下,動態範圍被描述為儀器測量最大訊號和最小訊號的電平差值。當改變測量設定時,儀器測量大訊號和小訊號的能力是不一樣的,例如頻譜分析儀在衰減設定不一樣的情況下,其測量大訊號所帶來的失真是不一樣的。在這裡,我們討論儀器能夠同時測量大小訊號的能力,即在不改變任何測量設定的情況下,示波器和頻譜儀在合適設定情況下的最佳動態範圍。

對於頻譜儀來說,在不考慮相位噪聲等近端噪聲和雜散情況下,平均噪聲電平、二階失真、三階失真是制約動態範圍的最主要因素,以主流頻譜儀的技術指標計算,其理想動態範圍約為90db(受二階失真限制)。

大多數的示波器由於受其ad有效取樣位數和噪聲底的限制,傳統示波器的理想動態範圍通常不超過50db。(對於r&s rto示波器,在100khz rbw時,其動態範圍可高達86db)

從動態範圍來看,頻譜儀要優於示波器。但這裡要指出的是,這對於常在訊號的頻譜分析來說確實如此,然而示波器的頻譜是同一幀資料,頻譜儀的頻譜大多數情況下都不是同一幀資料,因而對於瞬變訊號來說,頻譜儀可能無法測量到。而示波器發現瞬變訊號(訊號滿足動態範圍的情況下)的概率要大得多。

3 靈敏度

這裡討論的靈敏度,是指示波器和頻譜儀所能測試到最小訊號的水平。這個指標與儀器設定緊密相關。

對於示波器而言,示波器在y軸設定至最靈敏檔時,通常為1mv/div時示波器所能測試到最小訊號,拋開埠不匹配等因素來看,示波器的訊號通道產生的噪聲以及軌跡不穩定帶來的噪聲是制約示波器靈敏度的最重要因素。

從圖一中我們可以看出,因為取樣點數的增加,頻譜噪聲底可以下降到比較理想的程度。然而,當在時域已經無法清晰準確的再現訊號時,在頻域就產生了非常多的雜波,這就限制了我們觀測小訊號的能力。

2樓:迷糊瓦匠

示波器可以直觀的測試訊號的週期、相位、邊沿時間以及多個訊號對比,可以直觀的觀測訊號隨時間變化的幅度變化規律等,

而頻譜分析儀更關注於訊號的頻率分量、功率、諧波、交調等特性,他先是的是某一時刻訊號的功率或者幅度在某一個頻率段內的分佈情況。

3樓:

一個是看時域波形,一個是看頻域波形。

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