分辨率帶寬和視頻帶寬

一般頻譜儀的內部結構


 分辨率帶寬(RBW)

在頻譜儀的使用過程中 分辨率帶寬是一個非常重要的概念,他是有由於中頻濾波器的帶寬決定的。例如中頻濾波器的帶寬是100KHz 則它最小隻能夠分辨兩個頻率間隔大於100KHz的信號 如果信號間隔下於100Khz 則分辨不出來。所以對兩條緊密相鄰的兩個信號,其分辨力取決於頻譜儀的分辨率帶寬。

儀器內部的噪聲可以近似的看做寬帶平坦的隨機噪聲,分辨率帶寬的濾波器與之相比帶寬很窄。所以分辨率帶寬濾波器的輸出噪聲與之帶寬成正比,帶寬越寬則輸出的噪聲越大,如果分辨率帶寬增大10倍,則增加10倍的噪聲到達檢波器,並且頻譜儀顯示器上的平均噪聲電平會增加10dB。

顯示的噪聲電平於分辨率帶寬RBW之間的關係爲:

噪聲電平變化(dB)=10lg(後來的分辨率帶寬/原來的分辨率帶寬)

例如:原來的分辨率帶寬100KHz

      後來的分辨率帶寬 10KHz

     則 噪聲變化電平=10lg(10/100)=-10(dB)

頻譜儀中的濾波器隨隊中放產生的寬帶白噪聲有抑制作用,所以RBW越窄 通過中頻濾波器的噪聲能量越小,則通過檢波後的顯示噪聲電平越低。

頻譜儀的最低噪聲電平(和最慢掃描時間)是在最小分辨率帶寬下得到的,在設置分辨率帶寬時,我們考慮的是設置的帶寬是否能夠響應輸入信號,正確的做法是逐漸的展寬信號的分辨率帶寬,當看到信號再撥幅度不再增加時 就表示中頻濾波器對輸入信號響應由足夠的帶寬了。

通過對頻譜儀 RBW的操作,可以得到一個結論:RBW每增加10倍,頻譜儀顯示的噪聲電平就會擡高10dB。

 

視頻帶寬(VBW)

頻譜儀顯示的是信號加噪聲,如果噪聲的電平大於或者等於有用信號的電平,有用信號就會淹沒在噪聲中,導致難以讀取到信號。頻譜儀結構中檢波器後濾波器可以稱作爲視頻濾波器,它是一個低通濾波器,作用減少檢波器輸出的噪聲變化,顯示已經被掩蓋或者接近底噪聲的信號,如果是測試噪聲功率,它還有助於穩定測量

檢波器的輸出中既有直流分量也有交流分量,所以通過視頻濾波器以後會去除一些交流分量,提取直流分量,從而給出更穩定的無噪聲輸出。如果這個濾波器的帶寬較寬,則輸出噪聲波動較大,帶寬變窄,則輸出的噪聲波動會變小。但是輸出的平均噪聲電平時一樣的,也就是說視頻濾波器不會降低平均噪聲電平但能減少哦噪聲的峯值電平。

 

VBW和RBW的關係是:檢波前的噪聲電平可以使用較窄的RBW來降低,從而降低檢波器的輸出噪聲電平。檢波後的噪聲電平則通過較窄的VBW來平滑噪聲波動,但是不能降低噪聲的平均功率電平。需要注意的是減小VBW有助於噪聲背景下的CW信號測量,能否暴露出和底噪聲相近的信號的低電平信號,從而使得有用信號不被噪聲淹沒。

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