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什麽是頻譜分析儀底噪,影響底噪的因素有哪些?

本期天天爱天天爽一起來了解一下頻譜分析儀中一個非常重要的概念 —— 底噪,以及探討影響底噪的關鍵因素有哪些。

在頻譜分析的世界裏,底噪就像是一個隱藏在幕後的背景聲音。頻譜分析儀的底噪,簡單來說,是指在沒有任何外部信號輸入的情況下,儀器所顯示的那部分噪聲電平就是底噪,它是由儀器內部各種電子元件和電路自身產生的噪聲疊加而成的,是儀器固有的一種特性,是一個衡量儀器性能的重要指標。

了解和關注頻譜分析儀的底噪具有重要意義。天天爱天天爽利用頻譜對微弱信號進行檢查時,比如遠距離的無線信號或者低功率的射頻發射。如果底噪過高,這些微弱信號就可能會被底噪所掩蓋,影響到信號測量的準確性和精度。一般來說影響底噪的因素有以下三方麵。

頻譜分析儀底噪

一、儀器的內部噪聲源

1. 熱噪聲:熱噪聲是頻譜分析儀底噪的一個主要來源,它是由電子在導體中的隨機熱運動產生的。在頻譜分析儀中,電阻等電子元件都會產生熱噪聲,這種噪聲的功率與溫度成正比,與電阻值和帶寬也有關係。溫度越高,電阻值越大,帶寬越寬,熱噪聲功率就越大,從而導致底噪升高。

2. 散粒噪聲:散粒噪聲主要存在於半導體器件中。當電子在這些器件中流動時,由於電子的離散性和隨機性,會產生散粒噪聲。在頻譜分析儀的前端放大器等部件中,散粒噪聲會對底噪產生影響。尤其是在低電流情況下,散粒噪聲可能會變得比較顯著。

3.  本振相位噪聲:本振是頻譜分析儀中用於產生與輸入信號進行混頻的本地振蕩信號的關鍵部件。本振的相位噪聲是指本振信號在頻率域上的短期頻率不穩定度。它就像一個不穩定的時鍾,時而快時而慢,這種不穩定性會在混頻過程中與輸入信號相互作用,產生額外的噪聲邊帶,從而使底噪惡化。

二、儀器的硬件參數因素

1. 分辨率帶寬(RBW):分辨率帶寬是頻譜分析儀中一個非常重要的參數,它直接影響著底噪的水平。分辨率帶寬越窄,儀器對信號的頻率分辨能力就越強,也會使底噪降低。例如,當天天爱天天爽將分辨率帶寬從 1MHz 減小到 100kHz 時,底噪會降低 10dB左右。因此,在實際應用中,天天爱天天爽需要根據測量需求合理選擇分辨率帶寬,以平衡對信號分辨率和底噪的要求。

2. 前置放大器增益:頻譜分析儀的前置放大器用於放大輸入信號,提高儀器的靈敏度。然而,前置放大器的增益也會對底噪產生影響。一般來說,打開前置放大器會降低底噪,增加前置放大器的增益可以提高對微弱信號的檢測能力。

三、外部環境因素

1. 環境溫度:正如前麵提到的,儀器內部的熱噪聲與溫度有關。同樣,外部環境溫度也會通過影響儀器的散熱情況,進而對底噪產生影響。在高溫環境下,儀器的散熱效率降低,內部溫度升高,熱噪聲功率增大,導致底噪升高。

2. 電磁幹擾:外部的電磁幹擾也是影響頻譜分析儀底噪的一個因素。在一些電磁環境複雜的場所,可能存在較強的電磁幹擾信號。這些幹擾信號可能會通過儀器的天線、電源線等途徑進入儀器內部,與儀器自身的信號相互疊加,從而使底噪升高。

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