是德科技成功测量噪声的五大技巧

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1、是德科技成功测量噪声的五大技巧提高分析仪灵敏度和扫描速度应用简介噪声是电子电路的特性之一，它会导致发射机和接收机之间有用信息的随机干扰。因此，它是测试所有发射机和接收机组件的一个基本参数。因为通常上，它能够限制任何无线系统的整体性能。由于信号和频谱分析仪是高性能的宽带接收机，在保持高精度和快速扫描的同时，其内部的噪声会影响极低幅度信号的测量。本指南介绍了使用此类分析仪时最重要的五大技巧，用以帮助用户提高小信号测量的灵敏度和精度，尤其针对噪声附近的信号。02

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3、成功测量噪声的五大技巧—应用简介

4、技巧1：降低分辨率带宽图1展示了相同低幅度信号的测量，经过调整分析仪的设置，可以改善该仪器的本底噪声。首先，上方迹线（黄色）显示了一个典型的测量结果，此时信号分析仪配置有100kHz分辨率带宽（RBW）的滤波器和10dB的前端衰减。这里，信号幅度与仪器显示的本底噪声非常接近。信号峰值处的一个游标（游标1）显示幅度为-85.1dBm。当把峰值与显示的本底噪声相比较时，此次基线测量的信噪比（SNR）为大约5dB。这种低信噪比将会影响幅度测量的精度。当分辨率带宽从100kHz减少至10kHz时，图1中蓝色

5、迹线的本底噪声降低了10dB。通过这种技巧可以进一步降低本底噪声，但却会增加扫描时间。从传统的模拟分辨率滤波器可以看出，分析仪的扫描速率与分辨率带宽的平方成反比。技巧2：减弱信号分析仪的衰减其他的技巧也能提高分析仪的灵敏度，同时做到不增加扫描时间，例如减弱分析仪的前端衰减。基于这种衰减技巧，操作员能够通过手动的方式，将分析仪的输入衰减器下调至0dB。图1中的红色迹线显示了设置为0dB衰减后，改善的本底噪声。消除前端衰减时需要注意，如果在测量低功率信号时出现另一高功率信号，这可能导致分析仪的超频现象发

6、生。技巧3：使用前置放大器该技巧要求分析仪配置一个宽带内或外部前置放大器。如图1中绿色迹线所示，前置放大器改善了系统的噪声系数，降低了本底噪声。分析仪的内部前置放大器额外降低了15dB的本底噪声。我们现在可以观察到游标2所示的这个寄生信号，而以前是看不到它的。连续波信号分辨率衰减器前置放NFE本底噪声带宽(Hz)(dB)大器100k1010k1010k010k010k0图1.提高分析仪灵敏度的技巧03

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8、成功测量噪声的五大技巧—应用简介技巧4：从测量信号中删除信号分析仪的噪声是德科技X

9、系列信号分析仪所具备的本底噪声扩展（NFE）功能，也可以提高分析仪的灵敏度。NFE能够识别电流仪表状态信号中的噪声，并可以自动将其从实时频谱结果的测量中删去。图1中的红色迹线显示，应用NFE进行测量，可以使本底噪声额外降低8dB。NFE的效果表现在多个方面。分析仪在低频段（3.6GHz以下）的显示平均噪声电平（DANL）一般会下降10至12dB，在高频段（3.6GHz以上）会降低大约8dB。虽然显示的噪声电平将会降低，但是这只是因为减去了分析仪的噪声功率。因此，如果分析仪的噪声功率所占比例较大的话，

10、那么显示的信号功率降低得很明显，反之则不会降低多少。图2中黄色迹线表示在分析仪的未补偿本底噪声附近，测量到的一个多音信号，其幅度不断减小。通过使用NFE，能够产生更为准确的蓝色迹线。请注意，分析仪噪声产生的误差对于首个/最高音频来讲是微不足道的，但是在第6音频处（即音频幅度大致等于分析仪的本底噪声）几乎达到3dB。图2.NFE将有效本底噪声改善了10dB，用户除了按一下键将其激活外，无需进行其他操作。04

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12、成功测量噪声的五大技巧—应用简介技巧5：使用“过扫描”功能加速扫描传统上，信号分析仪

13、会自动将扫描时间与频率扫宽以及选定的分辨率带宽（RBW）结合，从而保证经校准的显示结果。当扫描时间低于可接受数值时，幅度和频率误差就会产生。图3中的灰色迹线显示了合适的扫描时间设定下的测量。红色迹线显示了扫描时间过短的一次测量结果，结果是产生了幅度和频率误差。当使用全数字中频时，“过扫描”技巧能够显示数字分辨率带宽响应的特点，并纠正这些错误，从而获得更快的扫描速率，这是传统模拟分辨率带宽滤波器无法比及的。是德科技就此技巧提出了“快速扫描”一说，1并提供了比传统方法快50倍的扫描速率，而对测量精度并无

14、影响。配有FS1选件的X系列信号分析仪，用于纠正扫描速度过快对大约3kHz~300kHz之间分辨率带宽的影响。因此取决于特定的设置，扫描时间可以从秒级缩短到毫秒级。表1对比了分析仪在测量26.5GHz扫宽时，采用传统的分辨率带宽滤波器与快速扫描功能的不同扫描时间。过扫描自动扫描时间图3.“过扫描”对分辨率带宽滤波器产生的影响RBW传统方法(秒)快速扫描选件FS1(秒)1kHz>40005403kHz27106010kHz2445.830kHz27.10.9表1.扫描时