頻譜儀和示波器都是日常研究工作中*的電子測量儀器,那么兩者有什么區(qū)別呢?下面從實(shí)時帶寬、動態(tài)范圍、靈敏度和功率測量準(zhǔn)確度四個方面比較了示波器和頻譜儀的分析性能指標(biāo)的區(qū)別。
1、實(shí)時帶寬
對于示波器來說,帶寬通常是其測量頻率范圍。而頻譜儀則有中頻帶寬、分辨帶寬等帶寬定義。這里,我們以能對信號進(jìn)行實(shí)時分析的實(shí)時帶寬作為討論對象。
對于頻譜儀來說,末級模擬中頻的帶寬通常可以作為其信號分析的實(shí)時帶寬,大多數(shù)的頻譜分析的實(shí)時帶寬只有幾兆赫茲,通常較寬的實(shí)時帶寬通常為幾十兆赫茲,當(dāng)然目前帶寬寬的FSW頻譜儀可以達(dá)到500兆赫茲。而示波器的實(shí)時帶寬為其實(shí)時取樣的有效模擬帶寬,一般為數(shù)百兆赫茲,高的可達(dá)數(shù)千兆赫茲。
這里需要指出的是,大多數(shù)的示波器在垂直刻度設(shè)置不同時,其實(shí)時帶寬可能并不一致,在垂直刻度設(shè)置到靈敏時,其實(shí)時帶寬通常會下降。
從實(shí)時帶寬來說,示波器普遍優(yōu)于頻譜儀,這對于某些超寬帶信號分析尤其有好處,特別是在調(diào)制分析上有著*的優(yōu)勢。
2、動態(tài)范圍
動態(tài)范圍指標(biāo)因其定義不同而有所不同,很多情況下,動態(tài)范圍被描述為儀器測量大信號和小信號的電平差值。當(dāng)改變測量設(shè)置時,儀器測量大信號和小信號的能力是不一樣的,例如頻譜分析儀在衰減設(shè)置不一樣的情況下,其測量大信號所帶來的失真是不一樣的。在這里,我們討論儀器能夠同時測量大小信號的能力,即在不改變?nèi)魏螠y量設(shè)置的情況下,示波器和頻譜儀在合適設(shè)置情況下的動態(tài)范圍。
對于頻譜儀來說,在不考慮相位噪聲等近端噪聲和雜散情況下,平均噪聲電平、二階失真、三階失真是制約動態(tài)范圍的主要因素,以主流頻譜儀的技術(shù)指標(biāo)計算,其理想動態(tài)范圍約為90dB(受二階失真限制)。
大多數(shù)的示波器由于受其AD有效取樣位數(shù)和噪聲底的限制,傳統(tǒng)示波器的理想動態(tài)范圍通常不超過50dB。(對于R&SRTO示波器,在100KHzRBW時,其動態(tài)范圍可高達(dá)86dB)
從動態(tài)范圍來看,頻譜儀要優(yōu)于示波器。但這里要指出的是,這對于常在信號的頻譜分析來說確實(shí)如此,然而示波器的頻譜是同一幀數(shù)據(jù),頻譜儀的頻譜大多數(shù)情況下都不是同一幀數(shù)據(jù),因而對于瞬變信號來說,頻譜儀可能無法測量到。而示波器發(fā)現(xiàn)瞬變信號(信號滿足動態(tài)范圍的情況下)的概率要大得多。
3、靈敏度
這里討論的靈敏度,是指示波器和頻譜儀所能測試到小信號的水平。這個指標(biāo)與儀器設(shè)置緊密相關(guān)。
對于示波器而言,示波器在Y軸設(shè)置至靈敏檔時,通常為1mV/div時示波器所能測試到小信號,拋開端口不匹配等因素來看,示波器的信號通道產(chǎn)生的噪聲以及軌跡不穩(wěn)定帶來的噪聲是制約示波器靈敏度的重要因素。