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频谱仪的原理
发布时间:2023-11-08   点击次数:

公司简介:

标准集团(香港)有限公司作为一家集研发、制造、销售、培训、服务于一体的现代技术企业,分公司是上海泛标纺织品检测技术有限公司,负责销售业务,生产工厂是上海千实精密机电科技有戏公司,负责产品加工生产售后,致力于将更多检测仪器输送市场,提供纺织类、皮革类、燃烧类、汽车内外饰件、材料环境气候老化等等物理性能检测仪器,更可接受非标定制,购买前均可按照客户的要求进行针对性试验,确保所购仪器适用。

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,可用以测量放大器和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。


频谱分析仪的工作原理


1、模拟式频谱仪


(1)并行滤波实时频谱仪


并行滤波实时频谱仪又称为多通道滤波式频谱分析仪,其组成框图如下图所示。信号同时加到通带互相衔接的多个带通滤波器中,各个频率同时被检波,经电子开关轮流显示在荧光屏上,实现实时测量。此种频谱仪不仅能分析周期信号、随机信号,还能分析瞬时信号。


(2)挡级滤波器式频谱仪


挡级滤波器式频谱仪又称顺序滤波式频谱仪。与并行滤波实时频谱仪不同,将电子开关加在检波器前,减少了检波器数量,滤波后信号经公共检波 器检波后,送至荧光屏,是一种非实时测量。


并行滤波实时频谱仪、挡级滤波器式频谱仪受滤波器数量及带宽的限制,这类频谱仪常用在等百分比带宽的低频频谱仪中。


(3)外差式频谱仪


外差式频谱仪利用外差式接收机原理,将本机振荡器产生的频率可变的扫频信号与被分析信号进行差频,差频所得固定中频信号送入窄带滤波器,由后级电路进行测量分析,由此依次获得被测信号不同频率分量的幅值信息。外差式频谱仪组成框图如下图所示:


由于差频频率固定,且放大器的增益带宽积是常数,所以窄带中频放大器可获得很高的增益,因此外差式频谱仪具有频率范围宽、灵敏度高、频率分辨率可变的优点,高频频谱仪几乎全部采用外差式。


2、数字式频谱仪


(1)数字滤波式实时频谱仪


数字滤波式实时频谱仪的组成框图如下图所示,仅用一个数字滤波器,即构成与模拟式频谱仪中并行滤波法等效的实时频谱仪。由于数字滤波器性能优越,可以实现频分和时分复用,完成频谱测量。同时数字滤波器输出的是序列数字量,因而可以进行数字平方检波和均方运算,大大提高了检波精度和动态范围。该方法受到数字器件资源的限制,无法设置足够多的数字滤波器,从而无法实现高频率分辨率和高扫频宽度。


(2)快速傅里叶频谱仪


快速傅里叶频谱仪的组成框图如下图所示,其核心技术是傅里叶变换(FFT分析),得到被分析信号的离散频谱,再经平方获得功率谱。根据采样定理:采样速率应 该大于或等于被采样信号频率的两倍,故快速傅里叶频谱仪的工作频段一般在低频范 围,己成为低频频谱分析的主要方法。


(3)数字外差式频谱仪


数字外差式频谱仪融合了外差扫描、数字信号处理及实时分析技术,利用数字可编程器件实现模拟外差式频谱仪中的各模块。输入信号经过高速 A/D转换送入处理器,在硬件乘法器内与数字荧光示波器产生的本振扫频信号混频,变频 后信号分别进入低通数字滤波器,提取滤波后的信号幅值,结合当前频率,在显示器上显 示信号频谱。


相比模拟外差式频谱仪,数字外差式频谱仪不仅测量速度快,还能对频谱信号实现存储和分析。相比傅里叶频谱仪和数字滤波式频谱仪,数字外差式频谱仪只使用一个固定截止频率的低通滤波器,节省资源,同时省去大容量的存储器,在保证系统精度的前提下,提高了系统集成度。

工厂简介:

上海千实精密机电科技有限公司成立于2012年,专注于研发、设计及生产纺织测试仪器,为学术研究单位及检测机构提供纺织测试仪器和服务,上海千实是目前国内较有竞争力和研发实力的纺织检测仪器厂家之一,研发团队由一群经验丰富的工程师组成,我们本着全心全意为客户服务,努力推动纺织检测仪器技术革新而努力。

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