頻譜分析儀動態范圍受哪些因素限制？

匯盛儀器

頻譜分析儀的動態范圍主要受限于以下四個核心因素：  
??1.噪聲基底  
??定義??：儀器內部電子元件產生的固有噪聲功率。  
??限制機制??：  
小信號若接近或低于噪聲基底，會被噪聲淹沒無法檢測。  
??關鍵公式??：  
DANL=-174dBm/Hz+10×log(RBW)+噪聲系數  
降低噪聲基底方法：  
??縮窄分辨率帶寬（RBW）??（RBW減半→噪聲降3dB）  
??啟用前置放大器??（降低系統噪聲系數，但可能壓縮最大輸入功率）  
??2.三階交調失真（TOI）??  
??定義??：當兩個強信號輸入時，混頻器非線性產生的虛假頻率分量（如2f?-f?）。  
??限制機制??：  
大信號輸入時，失真產物功率急劇上升，可能掩蓋真實小信號。  
??動態范圍公式??：  
無雜散動態范圍（dB）=2/3×(三階截點功率-噪聲基底)  
??改善方法??：  
??增加輸入衰減器??（降低混頻器輸入功率，減少失真）  
??避免輸入信號>-30dBm??  
??3.相位噪聲??  
??定義??：本振（LO）頻率不穩定導致的頻譜擴散現象（單位dBc/Hz）。  
??限制機制??：  
強信號的相位噪聲會抬高鄰近頻段的噪聲基底，使得相鄰頻點的小信號無法分辨（尤其影響5G/雷達信號的鄰道泄漏測試）。  
??改善方法??：  
選用低相位噪聲本振的儀器（高端型號可達-140dBc/Hz@10kHz偏移）  
??4.ADC量化限制??  
??問題??：模數轉換器（ADC）的有限位數導致小信號被量化噪聲掩蓋。  
??理論極限??：  
動態范圍≤6.02×N+1.76dB（N為ADC位數，如14位ADC≈86dB）。  
??實際影響??：  
高頻信號或低幅度信號測量時，有效動態范圍顯著低于標稱值。

zhouwuq

非常感謝您的建議，受益良多。

keye4

你的建議很有幫助，非常感謝！

我媽喊我吃飯

樓上的觀點很新穎，讓我有了新的思考角度。