频谱分析仪在不加任何可信号时会显示噪声电平 ，它自身产生的噪声大部分来自中频放大器的第一级。频谱分析仪的灵敏度指标关系到 仪表对弱信号的检侧能力。若一个信号的电平等于显示的平均噪声电平，则它将以近似 3dB突起显示在平均噪声电平之上，这一信号被认为是最小的可测量信号电平；但是若不 用视频滤波器平均噪声，则并不总能看到这一现象。

       频谱分析仪的灵敏度定义为在一定的分辨带宽下 显示的平均噪声电平（ DANL ）。“平均”意味着噪声信号的幅度随时间和频率都是随 机变化的，要对噪声功率进行定量测试，只能得到其平均值。频谱分析仪的灵敏度是其 重要指标，与 RBW 、 VBW和衰减器设值有关，它从不同方面可以反映频谱分析仪内部噪 声对测试的影响：

       当输入信号功率电平小于频谱仪噪声电平时，该 信号不会被显示，频谱分析仪对该小信号没有测试能力；

       当输入信号幅度大于频谱仪噪声时，其噪声会叠 加在输入信号上，即最终显示信号电平为输入信号电平和频谱仪噪声的功率和；

       若被测试信号功率比频谱仪内部噪声功率大 10 -20dB以上，频谱分析仪内部噪声的影响可忽略不计。

       明确了频谱分析仪产生噪声的原因和噪声对测试 的影响，下面分析仪表设置将影响的噪声电平的因素。

       输入衰减（ ATTEN ）设置

       频谱分析仪输入衰减器衰减量每增加 10dB，频 谱仪显示噪声电平就提高10dB。输入信号的电平不随衰减增加而下降，这是因为当衰减 器降低加到检波器的信号电平时，中放（ IF ）增益同时增加 10dB来补偿这个损失，从 而使仪表显示的信号幅度保持不变。但是，噪声信号也会受到放大器的影响，其电平被 放大10dB。所以，虽然输入衰减器不影响内部噪声电平，但是由于第一级中放放大了噪 声而影响加到混频器的信号电平，并降低了信噪比。

       提高频谱仪灵敏度的方法之一，就是用尽可能小 的输入衰减以得到最好的灵敏度。

       分辨带宽（ RBW ）设置

       仪表内部产生的噪声是宽带白噪声，即它在整个 频率范围内的电平是平坦的随机噪声，与分辨带宽滤波器相比它的频带是宽的。因此， 分辨带宽滤波器只通过一小部分噪声能量到包络检波器。如果分辨带宽增加（或减小） 10 倍，则增加（或减小） 10 倍的噪声能量到达检波器，并且显示的平均噪声电平将增 加（或减小）10dB。

       显示的噪声电平和分辨带宽（ RBW ）之间的关 系是：

       △ LNoise ( dB ）= 10lg ( RBW2/RBW1 ) ( 1 3 . 2 )

       RBW 从 1 00kHz 变到 10kHz ，则有：

       △ LNoise ( dB ）二 1 0lg ( 10kHz/l 00kHz ）=-1 OdB

       结果噪声电平的变化为减小了 10dB。

       频谱分析仪中频滤波器会对中放产生的宽带白噪 声有频带抑制功能，所以 RBW 越小，通过中频滤波器的噪声能量越小，则通过检波后显 示噪声的电平就越低。频谱分析仪的噪声是在一定的分辨带宽下定义的，其最低噪声电 平（和最慢扫描时间）是在最小分辨带宽下得到的。

       目前市场上有些频谱仪采用全数字化技术的中频 电路，其中频滤波器完全采用数字滤波器，相应带来了指标的改善，包括较小的 RBW 变 化步进（1Hz-3MHz ）、优良的中频滤波器矩形系数 ( 4 . 1 : 1 ）、良好的电路一致 性、高精度、测量速度快、可扩展性好（可增加处理软件完成信号解调）。

       视须带宽（ VBW ）设置

       频谱分析仪显示出信号加噪声，因此当信号接近 噪声电平时，附加的噪声叠加在扫描线上，致使更难稳定地读取信号值。视顷滤波器是 在检波之后的低通滤波器，其信号幅度由于随时间和频率都是随机波动的，通过检波处 理输出为交流（ AC ）信号，这些 AC 信号反映到显示上就是轨迹线的抖动。通过视频 滤波器的低通处理，用以平滑 ( Smoothing ）噪声起伏。虽然它不能改善灵敏度，但能 改善鉴别力和在低信噪比情况下测量的可重复性。减小VBW 不会对显示的 CW 信号频谱 造成影响，因为 CW 信号检波输出为 OC 信号， OC 信号通过低通滤波处理时，不会被 滤波器带宽所影响。需要注意的是：减小 VBW 可以对噪声信号进行平滑，但并不是得到 该噪声信号的功率平均值。一般设置视濒带宽小于0.1 -0.01 倍分辨带宽。

       前置放大器（ PreAmp ）设置

       内部前置放大器一般作为仪器的选件供用户选配 ，其工作频率一般低于 3GHz ，由仪器面板按钮设置打开或关闭。对于更高频段，需要

       外接外置放大器来提高频谱分析仪的灵敏度：

       灵敏度的改善二放大器件增益一放大器噪声系数 （ 13.3 )

       总结一下提高频谱仪测试灵敏度的技术方法：

       最小的分辨带宽；

       最小的输入衰减；

       充分利用视频滤波器；

       打开前置放大器。

       以上这些提高灵敏度的设置可箭与只他侧量要求 存在矛盾：

       较小的分辨带宽会大大增加测量的时间；

       0dB 输入衰减会增加输入驻波比，降低测量精度 ；

       增加前置放大器会影响频谱分析仪的动态范围指 标。

       检波方式

       频谱分析仪准确测量出一钊言号功率的过程和正 确测试方法如下：

       ( 1 ）信号通过变频处理；

       ( 2 ）通过中频带通滤波处理，设置 RBW；

       ( 3 ）通过检波处理，得到信号的包绷言息，包 络电压大小反映信号幅度的高低；

       ( 4 ）通过对数放大器，将信号的幅度参数转换 为对数单位；

       ( 5 ）视频滤波处理，对包络电压信号进行低通 平滑处理，减小包络电压信号的抖动范围，设置 VBW ;

       ( 6 ）检波方式处理，根据不同检波方式设置（ 即设置。 etedor ) ,对包络电压信号进行参数提取，提取参数的结果对应仪表显示信 号的幅度。

       信号功率的测试过程如图9 所示。

       基于以上信号测试过程，最终信号幅度的测试结果会与相关参数的设置有关，不同性质信号功率的测试结果与检波方式、平均方式有关。

       频谱分析仪测试的信号在时间上存在的方式是连续变化的，这样的信号通过检波器输出的结果也应为时间上连续的信号。频谱分析仪测量轨迹线是由离散点内插连接的曲线，这些离散点的频率位置由频率扫宽和扫描点数确定，而其幅度值与检波方式（ oetedor Type ）有关。采用不同检波的抽取方式，得到信号的幅度读值是不同的，如图10 所示。根据不同的测试对象，需要选择不同的检波方式。

       频谱分析仪最终显示的信号功率，实际上是包络检波器输出连续电压诵过量化抽取后得到的数值，这种抽取的方式称为检波方式。对不同性质的信号需采用不同检波方式：

       peak （最大值检波）：抽取每段包络电压的最大值，该方式适合点频信号测训评口信号搜索测试；

       SamPle （抽样检波）：等间隔抽取每段包络的电压数值，如果频谱仪没有平均值检波方式，则该方式适合随机变化信号的频谱测试应用；

        Neg peak （负峰值检波）：抽取每段包络电压的最小值，该方式适合小功率信号测试；

       Avg （平均值检波）：将每个频率时间段中所有采样点数值进行平均处理后作为显示结果，该方式最适合随机变化信号的频谱测试，其中存在不同的平均处理方式；

       R MS （均方根检波）：采用平均值检波方式，对信号线性功率进行平均处理，该方式适合于粼以噪声的调制信号的平均功率和 ACPR （邻道功率比）等指标的测试。

       平均方式为减小测量过程中的噪声和类似噪声信号的显示方差，频谱分析仪要对测量信号做平均处理。在频谱分析仪的平均处理过程中，有三种不同的平均处理方法，即对数平均、电压平均和功率平均。

       对数平均（ Log ）又称视须平均，是对对数值的平均处理，适合于噪声环境下弱 CW信号的测试。对数平均对 CW信号功率不会有影响，而会对噪声信号进行平滑处理，窄 VBW和Trace 平均就是对数平均。

       电压平均（ Un ）适合于对碎发（ Burst ）信 号的上升／下降速度进行测量，如 EMI 测试应用中宽带干扰背景下窄带信号的测试。

       功率平均（ pwr ）是对信号功率做线性平均处理后再转化为对数，轰封平均结果的对数处理，只有采用功率平均法才能得到被测噪声信号的平均功率值。

       采用不同的平均方法会对测量结果产生直接影响，对于图11 所示的被测信号：

       对数平均结果=（ 0dBm + 6dBm ) / 2 二 3dBm ;

       对许多信号进行检测时，例如 CDMA 、 WCOMA 信号等，需要采用均方根（ RMS ）检波方式， RMS检波的具体含义为： ( 1 ）测量 为平均值检波方式； ( 2 ）平均的方法为功率平均。这种检波方式适合于封以于噪声的 调制信号的平均功率和 ACPR 等指标的测试。频谱仪要对封以噪声的调制信号进行平均 功率测试时，需将其 VBW 值设为 RBW 值的 3 倍以上，以消除 Log 平均的影响。频 谱仪的 Channel power测试功能会自动完成以上设置。