頻譜分析儀是日常無線電監(jiān)測、設備檢測工作最常用的儀器之一。無線電監(jiān)測人員可以利用頻譜分析儀和相關的天線、饋線、放大器以及配套設備，來監(jiān)測無線電信號，并且能夠捕獲、分析弱信號。而頻譜儀靈敏度的提高可以使頻譜儀更有效、更直接地反映信號的變化情況。本文以RS公司生產的FSP30頻譜分析儀為例，對與頻譜儀靈敏度相關的主要參數設置進行試驗、分析。

1、 頻譜分析儀的基本構造和原理

圖1 頻譜分析儀的基本構造

圖1為頻譜分析儀的基本構造。被測信號經過濾波和衰減后，和本振信號進入混頻器混頻轉換成中頻信號，經放大后進入中頻濾波器（中心頻率固定），然后進入一個對數放大器，對中頻信號進行壓縮，然后進行包絡檢波，所得信號即視頻信號。因為本振頻率可變，所以輸入信號都可以被轉換成固定中頻。為了平滑顯示，在包絡檢波之前通過可調低通濾波器，即為視頻濾波；視頻信號在陰極射線管內垂直偏轉，即顯示出為信號的幅度，同時，由于顯示的頻率值是掃頻發(fā)生器電壓值的函數，所以對應于被測信號的頻率值，最終，被測信號的信息顯示在LCD上。

從圖1可以看出，影響頻譜分析儀靈敏度的關鍵器件是衰減器、放大器、中頻濾波器以及視頻放大器。本文將針對這幾個部分進行試驗，以便進一步分析它們對頻譜分析儀靈敏度的影響程度。

2 、提高頻譜儀靈敏度的方法

2.1 衰減器（Att）設置對靈敏度的影響

一般地，衰減器有三方面作用：

（1）保護頻譜儀不受損壞：測量高電平信號時，為了不燒壞頻譜分析儀，必須對信號進行衰減。

（2）提高測試的準確性：混頻器是非線性器件，當輸入混頻器的信號電平較高時，會產生許多產物，而且電平太高會干擾測試結果，使無互調范圍減?。划斴斎胄盘栯娖皆诨祛l器1dB壓縮點以上時，測試結果將不準確。

（3）提高頻譜儀動態(tài)范圍：通過設置步進衰減器調節(jié)進入混頻器的電平，可以得到較大的動態(tài)范圍。

圖2、圖3分別是衰減器設置為20dB和10dB的頻譜分析圖形。

圖2 衰減器設置為20dB的頻譜分析圖形

圖3 衰減器設置為10dB的頻譜分析圖形

圖4 RF輸入衰減對噪聲電平的影響

通過對頻譜分析儀衰減器的實驗，可以得出以下結論：在一定條件下，衰減器衰減量每增加10dB，頻譜儀顯示噪聲電平提高10dB(見圖4)。因此，要提高頻譜分析儀的靈敏度需要將衰減設置得盡可能小，以降低噪聲電平的值，使得信號不被噪聲淹沒。

2.2 分辨率帶寬（RBW）設置

在頻譜分析儀中，頻率分辨率是一個非常重要的概念。它是由中頻濾波器的帶寬所決定的。通常情況下，RBW等于被測頻譜帶寬，但為了提高測量精確性、靈敏度和效率，RBW也可以不同于頻譜帶寬。RBW太大將淹沒雜散信號；RBW太小則導致掃描時間太長。

屏幕顯示出來的噪聲電平和分辨率帶寬之間的關系是：噪聲電平變化（dB）=10lg（分辨率帶寬2/分辨率帶寬1）。

圖5所示為RBW在不同參數設置下的頻譜分析圖形。

圖5（a） RBW:30kHz VBW:100kHz SWT:2.5ms

圖5（b） RBW:300kHz VBW:100kHz SWT:2.5ms

圖5（c）RBW在不同參數設置下的頻譜分析圖形

通過對頻譜分析儀RBW的操作，可以得出以下結論：在一定條件下，分辨率帶寬每增加10倍，頻譜儀顯示噪聲電平提高10倍。因此，提高頻譜分析儀的靈敏度需要將分辨率帶寬設置得盡可能小，以降低噪聲電平的值，使得信號不被噪聲淹沒。

2.3 視頻帶寬(VBW)設置

VBW反映的是頻譜分析儀接收機中位于包絡檢波器之后的視頻濾波器的帶寬。改變VBW的設置，可以減小噪聲峰值的變化量，提高較低信噪比信號測量的分辨率和復現率，更容易發(fā)現隱藏在噪聲中的小信號；在其他設置不改變的情況下，減小VBW，頻譜儀掃描時間會增加，其測試曲線更加光滑。

圖6分別是VBW在不同參數設置下的頻譜分析圖形。

圖6（a） RBW:30KHz VBW:300KHz SWT:2.5ms