為什么設(shè)置分辨率帶寬時(shí)需要權(quán)衡取舍？

對(duì)射頻工程師來(lái)說(shuō)，在其產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段，都會(huì)用到一種基本而又不可或缺的測(cè)量工具：頻譜分析儀或信號(hào)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(cè)試效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

“信號(hào)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(hào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)制分析與時(shí)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(shí)，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(shí)別出所需的信號(hào)。

在執(zhí)行要求苛刻的測(cè)量時(shí)，頻譜分析儀必須精確，并且要有測(cè)量速度與高動(dòng)態(tài)范圍的恰當(dāng) 配合。在大多數(shù)情況下，如果過(guò)于偏重一面，就會(huì)對(duì)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(cè)量低電平信號(hào)時(shí)，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(dòng)態(tài)范圍和提高測(cè)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(hào)進(jìn)行更準(zhǔn)確的測(cè)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(hào)

當(dāng)然，較窄的設(shè)置不會(huì)永遠(yuǎn)都是最理想的選擇。對(duì)于調(diào)制信號(hào)，必須將分辨率帶寬設(shè)置得足夠?qū)挘蛊淠軌虬厧А３沁M(jìn)行集成式頻段功率測(cè)量（例如合并多個(gè)測(cè)量點(diǎn)以涵蓋整個(gè)信號(hào)帶寬），否則就會(huì)使功率的測(cè)量結(jié)果不夠準(zhǔn)確。通常，對(duì)排列緊密的寬帶數(shù)字調(diào)制信號(hào)來(lái)說(shuō)，這種測(cè)量方法 — 把使用窄分辨率帶寬測(cè)得的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)功率綜合起來(lái)最為實(shí)用。

窄帶寬設(shè)置有一個(gè)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(gè)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(cè)量 200 MHz掃寬的掃描時(shí)間。

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

圖 3. 將分辨率帶寬降到 3 kHz 時(shí)，掃描時(shí)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(cè)量參數(shù)上。取舍不當(dāng)?shù)膯?wèn)題雖然難以完全消除，但現(xiàn)今的信號(hào)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(guò)濾以及掃描速度效應(yīng)修正等數(shù) 字信號(hào)處理，確保準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果；即使在使用窄分辨率帶寬時(shí)也不例外。以“快速掃描”為例，該功能可將窄帶寬測(cè)試的掃描速率提高 50 倍。

信號(hào)分析儀可在中心頻率/掃寬/RBW 自動(dòng)耦合時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行這些改善措施。用戶還可以對(duì)速度和精度等特定的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行手動(dòng)優(yōu)化，對(duì)相關(guān)設(shè)置執(zhí)行進(jìn)一步微調(diào)。