為什么設(shè)置分辨率帶寬時需要權(quán)衡取舍？

對射頻工程師來說，在其產(chǎn)品生命周期的各個階段，都會用到一種基本而又不可或缺的測量工具：頻譜分析儀或信號分析儀。儀器的關(guān)鍵指標(biāo)，比如性能、精度和速度等，可協(xié)助射頻工程師提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，并有助于提高測試效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

“信號分析儀”通常是指具有以下特征的儀器：采用頻譜分析儀架構(gòu)和全數(shù)字中頻（IF）區(qū)段， 以復(fù)雜矢量方式處理信號，實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制分析與時間捕獲等多域操作。

分辨率帶寬是一項(xiàng)基本的分析參數(shù)。在以分離重要頻譜分量和設(shè)置本底噪聲為目標(biāo)時，分辨率帶寬所扮演的角色便更加重要。它能夠讓您更輕松地從分析儀或 DUT 引發(fā)的噪聲 中，識別出所需的信號。

在執(zhí)行要求苛刻的測量時，頻譜分析儀必須精確，并且要有測量速度與高動態(tài)范圍的恰當(dāng) 配合。在大多數(shù)情況下，如果過于偏重一面，就會對另一面造成影響。采用或窄或?qū)挼姆直媛蕩捑褪且豁?xiàng)重要取舍。

測量低電平信號時，較窄的設(shè)置較為有利：可以降低頻譜分析儀的顯示平均噪聲電平(DANL），從而增大動態(tài)范圍和提高測量靈敏度。

在圖 1 中可看到，將分辨率帶寬從 100 kHz 更改為 10 kHz，便能夠?qū)γ黠@的 –103 dBm 信號進(jìn)行更準(zhǔn)確的測量：分辨率帶寬 減少 10 倍可使 DANL 提升 10 dB。

圖 1. 將分辨率帶寬從 100 kHz 降到 10 kHz可提升 DANL，并可更輕松看到所需信號

當(dāng)然，較窄的設(shè)置不會永遠(yuǎn)都是最理想的選擇。對于調(diào)制信號，必須將分辨率帶寬設(shè)置得足夠?qū)挘蛊淠軌虬厧?。除非進(jìn)行集成式頻段功率測量（例如合并多個測量點(diǎn)以涵蓋整個信號帶寬），否則就會使功率的測量結(jié)果不夠準(zhǔn)確。通常，對排列緊密的寬帶數(shù)字調(diào)制信號來說，這種測量方法 — 把使用窄分辨率帶寬測得的多個測量點(diǎn)功率綜合起來最為實(shí)用。

窄帶寬設(shè)置有一個重要的缺點(diǎn)：掃描速度慢。

掃描速率通常與分辨率帶寬的平方成正比，因此相 較于較窄的設(shè)置，較寬的設(shè)置可以大幅加快掃描整個頻率掃寬的速度。圖 2 和圖 3 比較了分別 使用 10 kHz 和 3 kHz 的分辨率帶寬，測量 200 MHz掃寬的掃描時間。

圖 2. 以 10 kHz 分辨率帶寬進(jìn)行測量，所用的掃描時間為 2.41 秒

圖 3. 將分辨率帶寬降到 3 kHz 時，掃描時間增加到 26.8 秒，比上圖慢了約 10 倍

了解選擇分辨率帶寬的基本取舍可幫助您調(diào)整相關(guān)設(shè)置，把重點(diǎn)放在最重要的測量參數(shù)上。取舍不當(dāng)?shù)膯栴}雖然難以完全消除，但現(xiàn)今的信號分析儀可以幫您減少甚至避免。

現(xiàn)在的分析儀可利用快速傅立葉變換（FFT）、數(shù)字分辨率帶寬過濾以及掃描速度效應(yīng)修正等數(shù) 字信號處理，確保準(zhǔn)確的測量結(jié)果；即使在使用窄分辨率帶寬時也不例外。以“快速掃描”為例，該功能可將窄帶寬測試的掃描速率提高 50 倍。

信號分析儀可在中心頻率/掃寬/RBW 自動耦合時，自動執(zhí)行這些改善措施。用戶還可以對速度和精度等特定的優(yōu)先級進(jìn)行手動優(yōu)化，對相關(guān)設(shè)置執(zhí)行進(jìn)一步微調(diào)。