Выбор полосы пропускания измерительного тракта: основные принципы

Выбор полосы пропускания измерительного тракта — одна из ключевых операций при настройке анализатора спектра Keysight перед проведением измерений. От правильного выбора полосы разрешения (RBW) и полосы видеотракта (VBW) напрямую зависит точность определения уровня сигнала, способность разделять близкие по частоте составляющие и время измерения. Инженер должен понимать, что каждый параметр влияет на результат, и их необходимо выбирать исходя из конкретной задачи.

Влияние полосы разрешения на чувствительность и шум

При выборе полосы пропускания измерительного тракта необходимо помнить о соотношении между RBW и уровнем собственного шума анализатора. Каждое уменьшение полосы разрешения в 10 раз снижает уровень шума на 10 дБ. Это позволяет измерять сигналы меньшей амплитуды, но за счёт увеличения времени измерения. Для типовых задач, таких как поиск паразитных излучений или измерение гармоник, обычно выбирают полосу 1–10 кГц.

Важно также учитывать, что полоса видеотракта (VBW) не должна быть шире полосы разрешения, иначе фильтр видео не будет эффективно сглаживать шумовые выбросы. Рекомендуется устанавливать VBW равной или меньшей RBW. При измерении сигналов с амплитудной модуляцией или импульсных сигналов полосу видеотракта выбирают более широкой, чтобы не искажать форму огибающей.

Практические рекомендации по настройке RBW и VBW

Для измерения непрерывных синусоидальных сигналов с высоким отношением сигнал/шум достаточно полосы разрешения 10–30 кГц. Если требуется измерить уровень шума или слабый сигнал вблизи сильной несущей, полосу следует уменьшить до 100–300 Гц. При анализе модулированных сигналов, например, с цифровой модуляцией, полоса разрешения должна быть достаточной для захвата всей полосы модуляции, иначе часть энергии будет потеряна.

  • Для быстрого поиска сигналов используйте полосу 1 МГц, затем уточняйте с более узкой полосой.
  • При измерении гармоник и побочных излучений выбирайте RBW в соответствии с требованиями стандарта (например, 120 кГц для CISPR).
  • Для минимизации времени измерения при сохранении точности используйте автоматический выбор полосы, если он предусмотрен в модели анализатора.

Типовые ошибки при выборе полосы пропускания измерительного тракта

Одна из распространённых ошибок — использование слишком широкой полосы разрешения при измерении слабых сигналов. Это приводит к тому, что шум маскирует полезный сигнал, и результат оказывается завышенным. Другая ошибка — установка слишком узкой полосы при измерении быстро меняющихся сигналов, что вызывает искажение формы спектра и потерю информации о кратковременных выбросах.

Также нередко забывают синхронизировать полосу видеотракта с полосой разрешения. Если VBW установлена значительно шире RBW, фильтр видео не успевает сгладить шум, и на экране наблюдаются хаотичные колебания trace. В документации на конкретную модель анализатора спектра Keysight всегда указаны допустимые соотношения RBW и VBW, а также максимальное время сканирования для каждого режима.

Проверка корректности выбора полосы пропускания измерительного тракта

После настройки параметров рекомендуется выполнить контрольное измерение сигнала с известным уровнем, например, от встроенного калибратора. Сравните полученное значение с опорным. Если расхождение превышает паспортную погрешность, пересмотрите выбор полосы. Также полезно провести измерение при двух разных значениях RBW и убедиться, что результаты совпадают в пределах погрешности.

Подобрать и заказать оборудование Keysight можно через Делазию (без контактов и телефонов — форма заявки есть на странице).

каталог оборудования