频谱分析仪调幅信号测量分析

cos(2πfct)(4-1)。式中Ac=决定总信号幅度的常数;m a =调幅深度( 0≤m a≤1 );cos(2πfmt)=归一化调制信号，fm=调制频率;AC[1+macos(2πfmt)]决定载波包络的幅度。fc=载波频率。在时域上，具有正弦幅度调制的载波的波形如图3所示。信号包络变化就是调制信号，这样对包络波形的分析可反映调幅调制参数。波形包络的最小值和最大值称为Umin和Umax.

调幅系数m a可以从这两个参数算出。当调制正弦波处于它的最大正、负值即±1时，将出现最大包络电压Umax=1+ma;和最小包络电压Umin=1-ma.求得调幅系数ma=(Umax-Umin)/(Umax+Umin)(4-2)式，或ma=(1-Umin/Umax)/(1+Umin/Umax)(4-3)式。将(4-1)式展开得U(t)=Accos(2πfct)+maAc/2[cos2π(fc+fm)t+cos2π(fc-fm)t](4-4)式。由此可知，在频域上，调幅信号U(t)由幅度为Ac的载波和两个边带组成;一个处在fc+fm,另一个处在fc-fm,两者的幅度均为maAc/2,频谱如图2所示。调制频率fm是载波与其中一个边带的频率差(边带相对载波呈对称)。幅度差对应于调幅系数ma.即相对于载波的边带幅度用dB表示为dBc=20log(ma/2)，则ma=2×10dBc/20.

五、调幅信号测量实例

频谱分析仪可用来在频域和时域中表征调幅信号。可以测量的参数有载波幅度和频率、调制频率以及调幅系数。

设置信号源输出载波频率fc=400MHz,载波幅度0dBm;调制频率fm=100kHz(周期T=10us)，调幅系数ma=50%.将信号源输出接至频谱仪输入测量调幅信号。频谱仪设置如下：

(1)按【复位】;(2)【频率】、[中心频率]、400[MHz];(3)【幅度】、[参考电平]、0[dBm];(4)【扫频宽度】、[频宽]、1 [ M H z ];调幅信号频域特性为( 5 )【峰值搜索】、标识载波信号;( 6 )【频标】、[Δ频标]、将标识移至调制边带频率位置处，即可测得频率差Δf = f m= 1 0 0 k H z,边带相对于载波的幅度差dBc=-12.04dB,可以求出调幅系数ma=2×10dBc/20=2×10-12.04/20=50%.调幅信号时域特性为(7)按【扫频宽度】、[频宽：零频宽];(8)【带宽】、[RBW:手动]、3[MHz];[VBW:手动]、3[MHz];( 9 )【幅度】、[线性]、[参考电平]、[↑][↓];调整参考电平使信号位于显示中心位置。(10)【扫描】、[扫描时间：

手动]、1 0 0 [ u s ];( 1 1 )【触发】、[视频]、[↑][↓]调整触发电平，使信号稳定显示。(12)【频标】、[常规频标],测量包络峰值、[Δ频标]开启相对测量，测量包络峰-峰值。将标识移至相邻峰-峰值，则可测得调制信号周期T=10us,则f m= 1 / T = 1 0 0 k H z.将标识移至相邻峰值-最小值，即可测得线性幅度比Umin/Umax=0.333,代入(4-3)式可以求出调幅系数ma=(1-0.333)/(1+0.333)=1/2=50%.

还可从图3 时域调幅波中可知波形包络Umax=600mV,Umim=200mV,将其代入(4-2)式，得ma=(600-200)/(600+200)=1/2=50%.

六、结语

频谱仪可利用频域和时域两种方式测量调幅信号。通过讲述频谱分析仪的工作原理和测量信号分析，可正确理解、使用、操作和应用频谱仪。由于篇幅所限，仅对调幅信号进行了测量分析，频谱仪还可以对谐波失真、三阶交调、激励响应、相位噪声等多种类型的信号进行频率、功率、带宽、调制等参数测量分析。