0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

频谱分析仪对信号进行频谱分析误差有哪几方面?

agitek456 来源:agitek456 作者:agitek456 2022-12-27 10:47 次阅读

频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器,用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量,可用以测量放大器滤波器等电路系统的某些参数,是一种多用途的电子测量仪器。它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果,能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。仪器内部若采用数字电路微处理器,具有存储和运算功能;配置标准接口,就容易构成自动测试系统。

用DFT/FFT对信号进行频谱分析误差主要表现在三个方面

即:

1. 频谱混叠现象;

2. 栅栏效应;

3. 截断效应,截断效应又包括频谱泄漏和谱间干扰。

pYYBAGOqXbmARYwCAAB85QUovIo948.jpg

FSL频谱分析仪

1、频谱混叠:

奈奎斯特定理已被众所周知了,所以几乎所有人的都知道为了不让频谱混叠,理论上采样频谱大于等于信号的最高频率。那和时域上联系起来的关系是什么呢?

采样周期的倒数是频谱分辨率,最高频率的倒数是采样周期。

设定采样点数为N,采样频率fs,最高频率fh,故频谱分辨率f=fs/N,而fs>=2fh,所以可以看出最高频率与频谱分辨率是相互矛盾的,提高频谱分辨率f的同时,在N确定的情况下必定会导致最高频率fh的减小;同样的,提高最高频率fh的同时必会引起f的增大,即分辨率变大。

2、栅栏效应:

由于dft是只取k=0,1,2,…….N-1,只能取到离散值,如果频谱之间相隔较大的话也许会将一些中间的信息丢失掉,而用fft计算dft是不可避免的,解决的办法就是增加采样点数N。这样频谱间隔变小,丢失信息的概率减小。

另外,增加0可以更细致观察频域上的信号,但不会增加频谱分辨率。

这里有补零对分辨率的影响。

poYBAGOqXciAcGpBAAC2lEobWsc072.jpg

R&S FSH8 手持式频谱分析仪

3、截断效应

截断效应又包括频谱泄漏和谱间干扰。

频谱泄露:是由加窗函数引起的,同样是计算量的问题(用fft用dft必需要加窗函数),时域上的相乘,频域上卷积,引起信号的频谱失真,只有在很少的情况下,频谱泄露是不会发生的,大部分情况都会引起泄露。如x(n)=cos(2π/N),(n=0,1,2,3…..N-1,) N点的fft则不会发生泄露,但2N,或N+1,N+2等均会引起失真,而引起失真可以从表达式上可以看出 X(K)=卷积以后的频谱在2π/N*k的 取样值,所以如果是2N的dft,为2π/2NK,相当于N点dft结果各个值中间再取样了一个值,而2π/(N+2)k,就与N点fft完全不一样了。

解决办法:可以采用截断长度T0更长,即扩大窗函数的宽度(时域上的宽了,频域上就窄了,T0=N/fs(时域频域有相对性),也就是泄露的能量就小了),或者不要加矩形的窗函数,可以加缓变的窗函数,也可以让泄露的能量变小。例如海明窗可以使窗的旁瓣更小,海明窗第一旁瓣幅度比矩形窗的第一旁瓣要小32dB, 这样谱间串扰会大大减小,但是其第一主瓣宽度则变成8pi/N,增加了一倍,又会降低频率分辨率。

因为泄露会造成频谱的扩大,所以也可能会造成频谱混叠的现象,而泄露引起的后果就是降低频谱分辨率。

4、谱间干扰

频谱泄露会令主谱线旁边有很多旁瓣,这就会造成谱线间的干扰,更严重就是旁瓣的能量强到分不清是旁瓣还是信号本身的,这就是所谓的谱间干扰。

以上就是频谱分析仪对信号进行频谱分析误差解析,由安泰测试整理发布。

审核编辑:汤梓红

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • FFT
    FFT
    +关注

    关注

    15

    文章

    422

    浏览量

    58554
  • 信号
    +关注

    关注

    11

    文章

    2628

    浏览量

    75303
  • 频谱分析仪
    +关注

    关注

    15

    文章

    928

    浏览量

    84813
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    扫频频谱分析仪、矢量信号分析仪及实时频谱分析仪的工作原理及差异

    扫频式频谱分析仪是传统频域测量仪器,是传统结构的扫描调谐超外差频谱分析仪,扫频频谱分析仪的出现使得工程师在几十年前就能够进行频域测量。
    的头像 发表于 02-22 14:53 498次阅读
    扫频<b class='flag-5'>频谱分析仪</b>、矢量<b class='flag-5'>信号</b><b class='flag-5'>分析仪</b>及实时<b class='flag-5'>频谱分析仪</b>的工作原理及差异

    实时频谱分析仪FFT功能如何采集信号

    实时频谱分析仪FFT功能如何采集信号? 实时频谱分析仪是一种用于分析信号频谱特征的仪器,它可以实
    的头像 发表于 01-19 15:01 213次阅读

    如何使用频谱分析仪来观察和分析杂散信号

    如何使用频谱分析仪来观察和分析杂散信号频谱分析仪是一种广泛应用于电子领域的仪器,用于观察和分析信号
    的头像 发表于 12-21 15:37 624次阅读

    如何使用频谱分析仪分析射频信号的调制特性?

    的调制特性。 首先,让我们先了解一下频谱分析仪的基本原理。频谱分析仪是一种测量设备,通过将信号输入仪器,将信号进行频谱分解,并以频率为横轴,
    的头像 发表于 12-21 15:37 337次阅读

    频谱分析仪的常见误差来源 频谱分析仪的校准方法

    信号的噪声、系统的非线性、频谱分析仪的分辨率带宽误差频谱分析仪的频率响应误差以及用户操作不当带来的误差
    的头像 发表于 12-21 15:03 476次阅读

    如何使用频谱分析仪测试晶振参数?

    、频率响应、杂散频率等重要参数。下面将详细介绍如何使用频谱分析仪进行晶振参数测试。 首先,我们需要准备好所需的设备和材料。除了频谱分析仪之外,还需要一台晶振、信号发生器、电缆和连接线等
    的头像 发表于 12-18 14:16 417次阅读

    普源RSA5000系列频谱分析仪介绍

    系列频谱分析仪的作用及使用方法。 一、普源RSA5000系列频谱分析仪的作用 频谱分析 普源RSA5000系列频谱分析仪可以对信号
    的头像 发表于 12-01 17:50 226次阅读
    普源RSA5000系列<b class='flag-5'>频谱分析仪</b>介绍

    手持式频谱分析仪和台式频谱分析仪的优劣对比

    无线通信和电子设备测试中常用的两种频谱分析工具。虽然它们在使用环境和功能上可能略有不同,但它们都可以用于测量和分析无线信号频谱特性。本文将详细比较手持式
    的头像 发表于 11-06 11:50 446次阅读

    频谱分析仪的使用方法

    频谱分析仪的使用方法  频谱分析仪是一种用于测量电子信号频谱的仪器,广泛应用于通信、无线电、音频等领域。它可以分析
    的头像 发表于 09-19 16:03 1214次阅读

    Agilent8563E频谱分析仪介绍

    8563E 安捷伦频谱分析仪8563E 是安捷伦的 26.5 GHz 频谱分析仪频谱分析仪测量已知和未知信号频谱功率。
    发表于 09-06 17:22 0次下载

    频谱分析仪如何看杂散信号

    频谱分析仪是一种用于测量和分析信号频谱的仪器。它可以帮助我们检测和分析信号中的杂散
    的头像 发表于 08-09 17:31 931次阅读
    <b class='flag-5'>频谱分析仪</b>如何看杂散<b class='flag-5'>信号</b>?

    Agilent8563EC频谱分析仪

    安捷伦Agilent8563EC频谱分析仪 8563EC 是安捷伦的 26.5 GHz 频谱分析仪频谱分析仪测量已知和未知信号频谱功率。
    的头像 发表于 07-11 16:50 426次阅读
    Agilent8563EC<b class='flag-5'>频谱分析仪</b>

    安立MS2723B频谱分析仪

    日本安立MS2723B频谱分析仪 MS2723B 是 Anritsu 的 13 GHz 频谱分析仪频谱分析仪测量已知和未知信号频谱功率。
    发表于 05-24 10:48 128次阅读
    安立MS2723B<b class='flag-5'>频谱分析仪</b>

    Multisim中虚拟频谱分析仪的使用

    频谱分析仪可以对信号在频域进行测量,本节介绍Multisim的虚拟频谱分析仪使用。
    的头像 发表于 05-18 11:23 7964次阅读
    Multisim中虚拟<b class='flag-5'>频谱分析仪</b>的使用