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频谱仪底噪太高,小信号看不见,先降衰减还是开前放?

频谱仪底噪太高,小信号看不见,先降衰减还是开前放?

测-90dBm、-100dBm这类小信号时,频谱仪底噪把信号埋住,不代表DUT没输出。先降低Input Attenuation、收窄RBW,再考虑打开Preamp,通常都能把DANL压下来。但前提是输入端没有大信号,否则灵敏度上去了,前端也更容易过载。

频谱仪上最容易让人误判的一种情况,就是“小信号没了”。

明明信号源或者DUT应该有一个很小的载波,屏幕上却只看到一层噪声,Marker怎么找都找不到。

先不要急着说DUT没有输出。先看右上角那几个设置:Input Attenuation、RBW、Preamp。

Input Attenuation大了,底噪也会跟着抬

频谱仪输入端的衰减器在Mixer之前。

把Input Attenuation从0dB调到20dB,相当于信号先被衰减20dB再进入后级。仪器后面的内部噪声却没有跟着一起被衰减,所以整体SNR会变差。

Keysight在低电平测量资料里直接建议:想提高Sensitivity,第一批动作就是减小Input Attenuation。

图1:低电平信号靠近分析仪自身Noise Floor时,很容易被底噪淹没。

RBW缩小,为什么噪声会继续往下掉

噪声分布在频带里。RBW越宽,一次放进来的噪声能量越多;RBW越窄,进入Detector的噪声越少。

Rohde & Schwarz给过很直观的说明:RBW每缩小10倍,DANL大约可以下降10dB。

代价也很直接:Sweep Time会变长。所以找小CW载波时,先缩Span,再减RBW,比一上来扫几GHz宽频带有效。

图2:RBW每缩小一个数量级,Noise Floor会明显下降,但测量速度也会变慢。

Preamp能救小信号,但不是任何时候都该开

Preamp放在分析仪前端,在内部噪声加进来之前先把外部信号放大。

打开以后,系统Noise Figure下降,底噪往下走,小信号更容易露出来。

但如果输入里同时存在很强的载波或其他大信号,Preamp也会把这些一起放大,前端更容易进入压缩,产生互调、假信号。

图3:Input Attenuation增大时,显示底噪会随之抬高,小信号更难看见。

我的顺序通常不是“全部灵敏度选项一起开”

先确认仪器输入不会过功率,这件事排第一。

然后缩Span、降低Input Attenuation,看看Noise Floor有没有下来。还不够,再逐步减小RBW。

如果目标还是贴着底噪,而且输入端没有危险的大信号,再打开Preamp。

小信号测量的本质不是把屏幕调得“看起来更干净”,而是让分析仪自己的噪声和失真尽量别挡住你真正想看的信号。

图4:打开前置放大器后,底噪可以明显降低,但使用前要先确认不会让前端过载。

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