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如何理解实时频谱分析仪的几个“带宽”参数?


  来源: 广州虹科电子 时间:2020-12-08 编辑:清风
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导语


在频谱监测的过程中会涉及到许许多多“带宽”的概念,这些概念相对基础但对于整个频谱监测过程而言却十分重要。以实时带宽为例,在平常,我们也会遇到有朋友问我们的扫频式频谱仪“实时带宽“是多少,或者对我们的实时频谱分析仪问道扫频时间是多久,这自然是没办法回答的,因为他们不存在这些对应的概念,显然这就是对这些概念不够清晰的结果。



因此我们将为大家带来一次清晰易懂的参数讲解,帮助大家明确相关概念以及在频谱监测中的重要性。


实时分析带宽


实时分析带宽是指频谱分析仪FFT频谱分析一次的频谱宽度。在军用的跳频电台、雷达、RFID、蓝牙等信号测试中,通过FFT分析频谱,比扫描式频谱分析仪更快,因此实时频谱分析仪在现代无线通信占用带宽更大、调制更复杂的发展中应用越来越多。


以虹科的R5x50系列实时频谱分析仪为例,这些设备的实时带宽一方面取决于接收机前端的架构,一方面取决于数字化仪部分的ADC的采样率。虹科的R5x50系列实时频谱分析仪混合了超外差(SH),直接变频(也叫零中频接收器,ZIF)和直接数字化(DD)三种 RF 接收器前端(RFE)。每种接收机各有优缺点,比如,直接变频(或 ZIF)接收器非常适合宽带波形的信号分析,例如 4G / 5G / LTE,Wi-Fi 和蓝牙。但是这种优点也带来了直接转换技术固有的 IQ 和 DC 偏移的缺点。



将以上3种接收机前端和R5x50内部数字化仪的2种ADC(窄带和宽带)进行组合就得到了不同的运行模式(对应不同的实时带宽),从而满足各种类型信号对分析带宽等方面的要求。如下:



虹科R5x50系列实时频谱分析仪的标准实时带宽为0.1 / 10 / 40 / 100 MHz可调。其中R5550这个系列还可以选具备160MHz实时带宽的I,Q模拟数据输出的能力。



下图举例说明了工作于 100 MHz IBW 的时域和频域的联系。内部频域数据比时域数据滞后一个此处未显示的延迟,以简化说明。触发后如果检测到事件,则随后的时域 IQ 数据将存储到内存中。



R55x0 的 WB ADC 采样率为 125 MSa / s,中频(IF)为 0,整个 IF 带宽为 125MHz。模拟滤波器会导致在中心频率 Fc 附近大约±50MHz 处出现幅度下降,如下图所示:



这就是R5x50的实时带宽(分析带宽)是100MHz而不是125MHz的原因。


IF带宽


通过前面的介绍我们知道实时频谱分析仪的实时带宽(分析带宽)取决于2个因素:接收机前端架构和数字化仪的ADC采样率。


接下来我们拓展一下IF带宽这个概念。由于虹科 R5550 设备是通用的,宽频率范围的接收机,也可用作宽带下变频器,对外输出I,Q模拟数据,或者通过HIF输出接口输出IF信号。因此具有三个标准软件可选 IF 带宽 - 10 MHz,40 MHz,100 MHz 或三个可选软件可选 IF 带宽 - 10 MHz,80 MHz,160 MHz。


信号带宽(信道带宽)


这一部分我们以5G NR的信道带宽为例。对于5G FR1(sub-6GHz)频段来说,信道带宽最大100MHz;对于FR2(毫米波)频段来说,信道带宽最大400MHz。



关键词:实时频谱分析仪 扫频式频谱仪 带宽    浏览量:9876

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