用频谱仪测量噪声和信噪比的方法
噪声功率和信噪比的测量,是频谱仪的重要应用之一。本文总结四种常见的测试方法,【Marker/Noise】标记点噪声测量、【C/N】【C/N0】载噪比测量、【Channel power】信道功率和邻道功率测量、【VSA】矢量分析测量。
【Noise Marker】
标记频点噪声功率密度读取
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应用场景
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测量宽带噪声谱某频率的噪声功率密度dBm/Hz,也可以显示电压和电流谱密度V/√Hz和A/√Hz等。
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测试原理
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在Marker标记点处,根据RBW自动计算并显示该频点功率密度;
频率归一化主要采取 -10lg(RBW) 算法,另需多点平均;
当SPAN=0的时域测试时,整条trace曲线上的功率数据进行平均和计算;
当SPAN>0频谱测试时,选择标记点左右多个测试点(如8点)数据进行平均和计算
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测试方法
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打开Marker标记功能中的噪声测试模式,检波器设置为RMS或SAMPLE,读取噪声功率或电压密度。
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注意事项
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噪声读数起伏过大时,需要采取一定的稳定手段,RMS检波器采取延长扫描时间的手段,SAMPLE检波器采取多次平均的手段;
噪声功率密度计算中需要多点平均,因此Maker不可标记在频谱尖峰或临近尖峰的位置。
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【C/N和C/N0】
载噪比测试
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应用场景
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用于射频通道或器件的载噪比测试,例如放大器或射频接收通道。
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测试原理
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测量C和N的功率及其功率比值;
信号C是CW单载波,N是规定带宽内总的噪声功率,N0是归一化到1Hz的噪声功率密度。
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测试方法
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注意事项
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选用RMS检波器,用延长测试时间的方式获取更稳定的曲线;
频谱模式SPAN>0
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【Channel power / ACPR】
信道/邻道功率和功率密度测试
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应用场景
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调制信号的信道功率和邻道功率测试,被测设备通常是发射机或射频通道;
邻道功率测试目的,主要是分析干扰和噪声功率。
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测试原理
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对于同一个信号,信道功率的测试结果与功率计的连续平均功率测试结果一致;
使用RMS检波器,在预设信道带宽内,测量信号功率并计算积分总功率,得到信道功率;
在预设邻道带宽内,测量并显示噪声功率以及邻道功率比ACPR;
噪声功率可以归一化到1Hz显示,即噪声功率密度dBm/Hz。
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测试方法
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注意事项
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选用RMS检波器,用延长测试时间的方式获取更稳定的曲线;
频谱模式SPAN>0。
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【VSA】
矢量信号分析
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应用场景
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数字调制信号自身的信噪比分析,是对调制信号本身的信号功率和带内噪声功率比值的直接测量分析。
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测试原理
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调制误差MER来源于误差矢量幅度EVM;
MER=-20lg(EVM);
误差矢量对应噪声,估算EVM时参考功率采用信号平均功率,因此MER体现信号平均功率与噪声功率的比值。
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测试方法
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进入VSA分析模式或相应通信标准测试选件;
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选定测试标准并自动调整,或根据信号,自定义设置;
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读取MER代表信噪比。
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注意事项
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MER测试适用于MSK、PSK和QAM等调制方式,FSK不适用;
EVM参考信号设定信号平均功率,这通常也是默认设定。
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