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2021年05月14日 | 怎样为失真测量优化动态范围?
2021-05-14 来源：eefocus
与信号测量相关的一个问题是区别较大的基调信号与较小的失真产物的能力。频谱分析仪的动态范围规定了频谱分析仪辨别信号和失真、信号和噪声或信号与相位噪声的最大能力范围。
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与信号测量相关的一个问题是区别较大的基调信号与较小的失真产物的能力。频谱分析仪的动态范围规定了频谱分析仪辨别信号和失真、信号和噪声或信号与相位噪声的最大能力范围。
在测量信号和失真时，混频器电平决定了频谱分析仪的动态范围。对动态范围进行优化的混频器电平，由频谱分析仪的 2 次谐波失真、三阶交调失真和显示平均噪声级(DANL)确定。可根据这些指标绘制内部产生的失真和噪声与 混频器电平的关系图。
图1标出了-40 dBm混频器电平处-75 dBc 2 次谐波失真点，-30 dBm混频器电平处 -85 dBc 三阶失真点，以及 10 kHz RBW 时的 -110 dBm 噪声本底。2次谐波失真线的斜率为 1，因为混频器基波电平每增加 1 dB，SHD 要增加2 dB。但由于失真是由基波与失真分量之差确定，因此其变化仅 1 dB。同样，绘出的三阶失真的斜率为 2。对于混频器电平每 1 dB的变化，三阶分量改变 3 dB，即相对为 2 dB。通过把混频器电平设置在二阶或三阶失真等于噪声基底处，即可得到最大的二阶和三阶动态范围，图中标出了了相应的混频器电平。
图 1. 动态范围— 失真和噪声
必须通过压窄分辨率带宽增加动态范围。如图 2所示，当 RBW 设置从10 kHz 降到 1 kHz 时，动态范围增加。注意对于二阶失真是增加 5 dB，三阶失真是 6 dB。
图 2. 用降低分辨率带宽改进动态范围
最后一点是互调失真的动态范围受频谱分析仪相位噪声影响，因为不同频谱成分 (被测试频谱和失真产物) 的频率间距就等于被测谱线的间距。图 3 给出了对于相隔 10 kHz的被测谱线，用1 kHz分辨率带宽得到噪声曲线。如果 10 kHz 处的相噪只有 -80 dBc，那么对于这一测量，80 dB 就成为动态范围的最终极限，而不再是如图3 所示的最大 88 dB 动态范围。
图 3. 相位噪声限制三阶交调分量测试
史海拾趣
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