頻譜分析儀動態(tài)范圍受哪些因素限制？

匯盛儀器

頻譜分析儀的動態(tài)范圍主要受限于以下四個核心因素：  
??1.噪聲基底  
??定義??：儀器內(nèi)部電子元件產(chǎn)生的固有噪聲功率。  
??限制機(jī)制??：  
小信號若接近或低于噪聲基底，會被噪聲淹沒無法檢測。  
??關(guān)鍵公式??：  
DANL=-174dBm/Hz+10×log(RBW)+噪聲系數(shù)  
降低噪聲基底方法：  
??縮窄分辨率帶寬（RBW）??（RBW減半→噪聲降3dB）  
??啟用前置放大器??（降低系統(tǒng)噪聲系數(shù)，但可能壓縮最大輸入功率）  
??2.三階交調(diào)失真（TOI）??  
??定義??：當(dāng)兩個強(qiáng)信號輸入時，混頻器非線性產(chǎn)生的虛假頻率分量（如2f?-f?）。  
??限制機(jī)制??：  
大信號輸入時，失真產(chǎn)物功率急劇上升，可能掩蓋真實(shí)小信號。  
??動態(tài)范圍公式??：  
無雜散動態(tài)范圍（dB）=2/3×(三階截點(diǎn)功率-噪聲基底)  
??改善方法??：  
??增加輸入衰減器??（降低混頻器輸入功率，減少失真）  
??避免輸入信號>-30dBm??  
??3.相位噪聲??  
??定義??：本振（LO）頻率不穩(wěn)定導(dǎo)致的頻譜擴(kuò)散現(xiàn)象（單位dBc/Hz）。  
??限制機(jī)制??：  
強(qiáng)信號的相位噪聲會抬高鄰近頻段的噪聲基底，使得相鄰頻點(diǎn)的小信號無法分辨（尤其影響5G/雷達(dá)信號的鄰道泄漏測試）。  
??改善方法??：  
選用低相位噪聲本振的儀器（高端型號可達(dá)-140dBc/Hz@10kHz偏移）  
??4.ADC量化限制??  
??問題??：模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的有限位數(shù)導(dǎo)致小信號被量化噪聲掩蓋。  
??理論極限??：  
動態(tài)范圍≤6.02×N+1.76dB（N為ADC位數(shù)，如14位ADC≈86dB）。  
??實(shí)際影響??：  
高頻信號或低幅度信號測量時，有效動態(tài)范圍顯著低于標(biāo)稱值。

zhouwuq

非常感謝您的建議，受益良多。

keye4

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我媽喊我吃飯

樓上的觀點(diǎn)很新穎，讓我有了新的思考角度。