想了解更多的频谱仪原理频谱治疗仪(12) _想了解更多的频谱仪原理

图 2-27. 频谱分析仪显示的信号加噪声

图 2-28. 图 2-27 中的信号经充分平滑后的显示

图 2-29. VBW 与 RBW 比值分别为 3:1、1:10、1:100 时的平滑效果
这种效果在测量噪声时最为明显，尤其是选用高分辨率带宽的时候。当减小视频带宽，那么噪声峰峰值的波动变化也随之减小。如图 2-29 所示，减小的程度（平均或平滑的程度）随视频带宽和分辨率带宽的比值而变。当比值小于或等于 0.01 时，平滑效果较好，而比值增大时，平滑效果则不太理想。视频滤波器不会对已经平滑的信号迹线（例如显示的正弦信号已可以很好地与噪声区分）有任何影响。
如果将频谱仪设置为正峰值检波模式，可以注意到以下两点：首先，如果 VBW > RBW，则改变分辨率带宽对噪声的峰峰值起伏影响不大。其次，如果 VBW < RBW，则改变视频带宽似乎会影响噪声电平。噪声起伏变化不大是因为频谱仪当前只显示了噪声的峰值。不过，噪声电平表现出随着视频带宽而变，这是由于平均（平滑）处理的变化，因而使被平滑的噪声包络的峰值改变，如图 2-30a 。选择平均检波模式，平均噪声电平并不改变，如图 2-30b 。

图 2-30a. 正峰值检波模式：减小视频带宽使峰值噪声变小，但不能降低平均噪声电平

图 2-30b. 平均检波模式：无论 VBW 与 RBW 的比值为多少（3:1、1:10、1:100），噪声电平保持不变
由于视频滤波器有自己的响应时间，因此当视频带宽 VBW 小于分辨率带宽 RBW 时，扫描时间的改变近似与视频带宽的变化成反比，扫描时间（ST）通过以下公式来描述：

分析仪根据视频带宽、扫宽和分辨率带宽，自动设置相应的扫描时间。
迹线平均
数字显示提供了另一种平滑显示的选择：迹线平均。这是与使用平均检波器完全不同的处理过程。它通过逐点的两次或多次扫描来实现平均，每一个显示点的新数值由当前值与前一个平均值再求平均得到：

因此，经过若干扫描后显示会渐渐趋于一个平均值。通过设置发生平均的扫描次数，可以像视频滤波那样选择平均或平滑的程度。图 2-31 显示了不同扫描次数下获得的迹线平均效果。尽管迹线平均不影响扫描时间，但因为多次扫描需要一定的时间，因此要达得期望的平均效果所用的时间与采用视频滤波方式所用的时间大致相同。

图 2-31. 扫描次数分别为 1、5、20、100（每组扫描对应迹线位置偏移从上到下）时的迹线平均效果
在大多数场合里无论选择哪种显示平滑方式都一样。如果被测信号是噪声或非常接近噪声的低电平正弦信号，则不管使用视频滤波还是迹线平均都会得到相同的效果。
不过，两者之间仍有一个明显的区别。视频滤波是对信号实时地进行平均，即随着扫描的进行我们看到的是屏幕上每个显示点的充分平均或平滑效果。每个点只做一次平均处理，在每次扫描上的处理时间约为 1/VBW 。而迹线平均需要进行多次扫描来实现显示信号的充分平均，且每个点上的平均处理发生在多次扫描所需的整个时间周期内。