表征脈沖調(diào)制信號(hào)主要參數(shù)有:脈沖寬帶(τ)、脈沖周期(T)、脈沖重復(fù)頻率(PRF)、占空比(Duty)、上升沿時(shí)間(tr)、下降沿時(shí)間(tf)、峰值功率(Ap或PP)和平均功率(Aav 或Pav)等脈沖儀。用示波器很容易觀察測(cè)量脈沖調(diào)制信號(hào)的上述參數(shù),但是示波器不能對(duì)脈沖調(diào)制的頻譜進(jìn)行測(cè)量,而且頻譜儀的動(dòng)態(tài)范圍比示波器要大的多。
脈沖調(diào)制信號(hào),其頻譜分布在整個(gè)頻譜上脈沖儀。所以合理設(shè)置頻譜儀的分辨率帶寬(RBW)、掃描頻寬(SPAN)掃描時(shí)間(SWEEP TIME)對(duì)正確測(cè)量脈沖調(diào)制信號(hào)非常重要。
脈沖的頻譜幅度與脈沖時(shí)間寬帶成正比脈沖儀。脈沖時(shí)間寬帶越寬,幅度越大,功率越大。見(jiàn)下圖 1所示,重復(fù)脈沖的頻譜幅度與脈沖的時(shí)長(zhǎng)(時(shí)寬)成正比。
圖 1 脈沖頻譜幅度和時(shí)域波形對(duì)照?qǐng)D
如果脈沖信號(hào)被用來(lái)調(diào)制載波,脈沖射頻信號(hào)的頻譜將對(duì)對(duì)稱分布在載波的兩側(cè)脈沖儀。脈沖頻譜的總體形狀右脈寬決定,而脈沖重復(fù)頻率決定了譜線的間隔。
在測(cè)量脈沖信號(hào)時(shí),頻譜分析儀的分辨率帶寬RBW和掃寬SPAN設(shè)置對(duì)測(cè)量顯示結(jié)果會(huì)產(chǎn)生較大影響脈沖儀。例如:下面是信號(hào)源發(fā)生器輸出一個(gè)載波頻率1000MHz、調(diào)制脈沖周期100us、脈寬是1us的信號(hào)。 當(dāng)頻譜儀的RBW或SPAN較窄時(shí),顯示器上將顯示出離散譜線圖,譜線間隔是脈沖的重復(fù)頻率,見(jiàn)下圖 2,兩譜線約是10kHz。當(dāng)頻譜儀的RBW和SPAN較寬時(shí),離散的譜線便混疊在一起,顯示出脈沖調(diào)制射頻信號(hào)包絡(luò)頻譜圖,見(jiàn)下圖 3所示。
圖2
圖 2 RBW=1KHz脈沖儀,SPAN=100KHz時(shí),測(cè)量脈沖信號(hào)線狀譜
圖3
圖 3 RBW=10KHz脈沖儀,SPAN=10MHzHz時(shí),測(cè)量脈沖射頻信號(hào)頻譜圖
在用頻譜分析儀測(cè)量脈沖調(diào)制信號(hào)時(shí),如果要顯示脈沖信號(hào)的線狀離散譜線,則一般經(jīng)驗(yàn)是頻譜分析儀的RBW設(shè)置小于0.3倍的脈沖重復(fù)頻率PRF(注意不是被調(diào)制的載波頻率);當(dāng)需要測(cè)量脈沖的包絡(luò)頻譜時(shí),通常將頻譜分析儀的RBW設(shè)置大于1.7倍的脈沖重復(fù)頻率PRF脈沖儀。頻譜儀的RBW越寬,被測(cè)脈沖信號(hào)的頻譜幅度也越大,見(jiàn)下圖 4所示,RBW=1kHz時(shí),峰值是-40.98dBm;RBW=10kHz時(shí),峰值是-38.83dBm。當(dāng)然不是RBW一直寬下去,幅度也一直大下去。通常情況下,分辨率帶寬RBW應(yīng)小于τ/T。
圖 4 不同RBW下的幅度值不同
掃頻式頻譜儀無(wú)法測(cè)量單脈沖信號(hào),對(duì)單脈沖測(cè)量只能使用實(shí)時(shí)頻譜儀進(jìn)行測(cè)量,見(jiàn)下圖 5所示,脈沖儀。
圖 5 實(shí)時(shí)頻譜分析儀測(cè)量單脈沖調(diào)制信號(hào)頻譜圖