简介频谱仪剩余响应的分析介绍

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简介频谱仪剩余响应的分析介绍

没有接输入信号，一台频谱仪在600M Hz处出现个明显高于底噪的信号，这就是一个剩余响应信号。

剩余响应定义


在没有输入信号时，由于频谱内部振荡器屏蔽不良，内部电缆信号泄露，在频谱仪上会出现一些不需要的显示，称为剩余响应。

剩余响应如何产生

频谱仪的工作原理——

频谱仪是一种常用的分析仪器,被广泛应用于航空、航天、通信、雷达等众多领域。随着科技的进步,现代信号分析仪在单一频谱分析功能的基础上,还提供了IQ分析、多域分析、相位噪声测试等丰富的测试功能。其基本原理主要是采用超外差结构。



“外差”是指混频，即对频率进行转换，而“超”则是指超音频频率或高于音频的频率范围。从图中我们看到，输入信号先经过一个衰减器，再经低通滤波器到达混频器，然后与来自本振（LO）的信号相混频。



由于混频器是非线性器件，其输出除了包含两个原始信号之外，还包含它们的谐波以及原始信号与其谐波的和信号与差信号。若任何一个混频信号落在中频（IF）滤波器的通带内，它都会被进一步处理（被放大并可能按对数压缩）。基本的处理过程有包络检波、低通滤波器进行滤波以及显示。斜波发生器在屏幕上产生从左到右的水平移动，同时它还对本振进行调谐，使本振频率的变化与斜波电压成正比。

剩余响应产生原因

其产生的机制主要是因为第一本振泄露以及混频器的非线性特性而导致的。在通用的多级超外差接收机实现方案中，两路本振信号之间相互作用产生的带内高阶交调信号即为整机的一种剩余响应点，由于本振信号功率较大，变频器本身端口间隔离度有限，由此产生的剩余响应是接收机最难以解决的顽疾，已成为整机剩余响应指标提高的瓶颈因素。所以,剩余响应实际上是一种假响应，它的存在会限制在剩余响应频率点上的最小测试电平和测量准确度，干扰信号分析仪的测量，影响其测量的准确性。

剩余响应设计改善

一般为保证整机剩余响应指标的实现，现有的解决方案完全依靠混频器本身的端口隔离度、通路中的带通滤波或低通滤波器的带外抑制能力以及变频通道本身空间隔离屏蔽设计性能。要想降低剩余相应指标，主要靠减小滤波器过度带、提高滤波器带外抑制，一般是增加滤波器阶数或采用多个滤波器串联方式来实现，这无疑会增加体积和成本，而且会影响通路损耗，降低整机测量灵敏度。新增加的滤波器电路对杂波信号抑制有限，且需要考虑跟原电路的匹配等因素，加上本身随温度、湿度等外界环境影响容易发生漂移导致滤波抑制效果大打折扣，稳定性和可靠性较差。



剩余响应的检定

1、设备连接如图，在射频输入端口端接50欧姆负载。

2、设置频谱仪Start FREQ为频谱仪的起始频率，Stop FREQ为10 MHz，RBW 10 KHz，VBW 3 KHz，参考电平-60 dBm，输入衰减0 dB，扫描时间自动。

3、电平显示调至-90 dBm，找到在显示线及以上的任何剩余响应，记录频点及大小。

4、 改变频谱分析仪中心频率，每次步进10 MHz，按照步骤2、3方法重复操作。