頻譜儀與示波器屬于兩種類型的儀器,示波器主要顯示時域信號幅度的變化,而頻譜儀顯示的是頻域信號幅度的變化。對于研究射頻的工程師和愛好者,頻譜儀是工作的好幫手,它可以形象地展示一定頻率范圍內(nèi)信號的幅度,可以據(jù)此發(fā)現(xiàn)信號的存在和不同類型信號的特征。隨著科技的發(fā)展,頻譜儀也從傳統(tǒng)的模擬線路進(jìn)化到數(shù)字化頻譜儀,被賦予更多的功能,以適應(yīng)不斷出現(xiàn)的復(fù)雜信號。
頻譜分析儀在業(yè)余電臺中的典型應(yīng)用
測量發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻譜和帶外輻射是頻譜儀在業(yè)余電臺中的典型應(yīng)用之一。
理想的發(fā)射機(jī)發(fā)出的射頻信號應(yīng)該僅為工作頻率的信號,但實際上,由于電子電路的一些特性,發(fā)射機(jī)在輸出主射頻信號的同時還會輸出一些諧波,典型的情況就是會在工作頻率的整數(shù)倍頻上出現(xiàn)諧波發(fā)射。例如,一部工作在7.050MHz發(fā)射的電臺,多多少少會在2倍頻14.100MHz、3倍頻21.150MHz 等倍數(shù)頻率上發(fā)射。有興趣的愛好者可以做一個簡單的試驗,用一部對講機(jī)在145MHz上發(fā)射,同時在很近的距離用另一部對講機(jī)在435MHz頻率上接收(正好是2m波段對講機(jī)工作頻率的3倍),一定會聽到145MHz對講機(jī)發(fā)出的聲音,這就說明存在倍頻諧波發(fā)射。諧波的發(fā)射如果不加以控制,會無意中干擾其他的通信和電子設(shè)備工作,所以發(fā)射機(jī)在功率放大器的后級都設(shè)有低通濾波器,以盡量抑制高次諧波的輸出。
國家對無線電設(shè)備的帶外發(fā)射有嚴(yán)格的規(guī)定,雜波散射也是無線電管理局對發(fā)射機(jī)強(qiáng)檢的必然項目。實際設(shè)備使用中,由于設(shè)備故障或者濾波器元器件老化等原因,都會引起發(fā)射機(jī)雜波增大。頻譜儀是檢測帶外發(fā)射的利器,通過頻譜儀的搜索功能可以檢測到發(fā)射機(jī)的帶外發(fā)射點以及每個發(fā)射點的輸出幅度。對于自制發(fā)射機(jī)和功率放大器的業(yè)余電臺愛好者,通過頻譜儀,能有效調(diào)整末級濾波器,將帶外輻射抑制到最小,同時將對主通信信號的影響降到最低。另外,在HAM自制電臺時,頻譜儀還能很方便地觀察頻率合成器輸出信號的純度。
有些具備跟蹤信號發(fā)生器的頻譜儀能夠測量兩端口網(wǎng)絡(luò)的頻幅特性,被很多業(yè)余電臺愛好者視為調(diào)整帶通濾波器和中繼臺雙工器的理想工具(當(dāng)然,使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀更好)。如果配合駐波電橋使用,頻譜儀可以以圖形曲線的方式顯示出天線的頻幅特性,這對制作天線十分有利。HAM可以借此迅速直觀地了解DIY天線的匹配情況和帶寬并加以修正,使用起來比單一駐波比表要方便多了。
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