想了解更多的频谱仪原理频谱治疗仪( 二 ) _想了解更多的频谱仪原理

其中隔直电容是用来防止分析仪因直流信号或信号的直流偏置而被损坏，不过它会对低频信号产生衰减，并使一些频谱仪的最低可用起始频率增加至 9 kHz、100 kHz 或 10 MHz 。在有些分析仪中，可以像图 2-3 那样连接一个幅度基准信号，它提供了一个有精确频率和幅度的信号，用于分析仪周期性的自我校准。

图 2-3. 射频衰减器电路
低通滤波器或预选器
低通滤波器的作用是阻止高频信号到达混频器。从而可以防止带外信号与本振相混频，在中频上产生多余的频率响应。微波频谱分析仪或信号分析仪用预选器代替了低通滤波器，预选器是一种可调滤波器，能够滤掉我们所关心的频率以外的其他频率上的信号。在第 7 章里，我们将详细介绍对输入信号进行过滤的目的和方法。
分析仪调谐
我们需要知道怎样将频谱分析仪或信号分析仪调谐至我们所希望的频率范围。调谐取决于中频滤波器的中心频率、本振的频率范围和允许外界信号到达混频器（允许通过低通滤波器）的频率范围。从混频器输出的所有信号分量中，有两个具有最大幅度的信号是我们最想得到的，它们是由本振与输入信号之和以及本振与输入信号之差所产生的信号分量。如果我们能使想观察的信号比本振频率高或低一个中频，则所希望的混频分量之一就会落入中频滤波器的通带之内，随后会被检波并在屏幕上产生幅度响应。
为了使分析仪调谐至所需的频谱范围，我们需要选择合适的本振频率和中频。假定要求的调谐范围是 0 至 3.6 GHz，接下来需要选择中频频率。如果选择 1 GHz 的中频，这个频率处在所需的调谐范围内，我们可以得到一个 1 GHz 的输入信号，又由于混频器的输出包含原始输入信号，那么来自于混频器的 1 GHz 输入信号将在中频处有恒定的输出。所以不管本振如何调谐，1 GHz 的信号都将通过系统，并在屏幕上给出恒定的幅度响应。其结果是在频率调谐范围内形成一个无法进行测量的空白区域，因为在这一区域的信号幅度响应独立于本振频率。所以不能选择 1 GHz 的中频。
也就是说，我们应在比调谐频段更高的频率上选择中频。在可调谐至 3.6 GHz 的 Keysight X 系列信号分析仪中，第一个本振频率范围为 3.8 至 8.7 GHz，选择的中频频率约为 5.1 GHz 。
现在我们想从 0 Hz（由于这种结构的仪器不能观察到 0 Hz 信号，故实际上是从某个低频）调谐到 3.6 GHz 。
选择本振频率从中频开始（LO - IF = 0 Hz）并向上调谐至高于中频 3.6 GHz，则 LO - IF 的混频分量就能够覆盖所要求的调谐范围。运用这个原理，可以建立如下调谐方程：

如果想要确定分析仪调谐到低频、中频或高频信号（比如 1 kHz、1.5 GHz 或 3 GHz）所需的本振频率，首先要变换调谐方程得到 fLO:

图 2-4. 为了在显示屏上产生响应，本振必须调谐到 fIF + fs
图 2-4 举例说明了分析仪的调谐过程。图中，fLO 并未高到使 fLO -fsig 混频分量落入 IF 通带内，故在显示器上没有响应。但是，如果调整斜波发生器使本振调谐到更高频率，则混频分量在斜波（扫描）的某点上将落入 IF 通带内，我们将看到显示器上出现响应。
由于斜波发生器能同时控制显示器上迹线的水平位置和本振频率，因此可以根据输入信号的频率来校准显示器的横轴。