频谱分析仪扫描时间影响及优化建议

频谱分析仪的扫描时间是指扫描一次整个频率量程所需要的时间，用SWP表示。和频谱分析仪扫描时间相关联的主要因素有：频谱分析仪的扫频宽度SPAN、分辨带宽RBW和视频滤波等。

1）模拟滤波器对扫描时间的影响

图4-31　中频滤波器的动态带宽

频谱分析仪分辨带宽的大小会影响扫描时间，因为频谱分析仪中频滤波器是带宽有限的电路，需要有一定的充电和放电时间。如果频谱分析仪混频器输出信号分量扫描过快，则频谱分析仪中频滤波器的动态带宽就会变宽；如果扫描较慢，则动态带宽就会变窄，如图4-31所示。

频谱分析仪混频器输出的信号分量在扫过中频滤波器时，在滤波器通带内停留时间Tstay，和分辨带宽RBW成正比，和单位时间内扫过的赫兹数成反比，用公式表示为：

式中：RBW——频谱分析仪的分辨带宽；

SPAN——频谱分析仪的扫频宽度；(www.xing528.com)

SWP——频谱分析仪的扫描时间。

另一方面，频谱分析仪中频滤波器的上升时间Tup又和分辨带宽RBW成反比，比例系数为K，则滤波器的上升时间可表示为：

使频谱分析仪滤波器通带内停留时间与上升时间相等，可推导出频谱分析仪的扫描时间SWP的表达式为：

对于同步调谐方式和近似于高斯形状的滤波器，K为2～3；对于分级调节器方式和接近矩形的滤波器，K为10～15。由式（4-38）可知，频谱分析仪的扫描时间与扫频宽度SPAN成正比，与分辨带宽RBW的平方成反比。因此，改变分辨带宽会使扫描时间发生明显变化。

目前，大多数频谱分析仪具有自动联锁功能。在自动状态下，频谱分析仪能自动选择扫描时间来适应分辨带宽和扫频宽度的变化。如果频谱分析仪的扫描时间、分辨带宽和扫频宽度处于手动设置状态，当参数不匹配时，频谱分析仪的CRT上将显示测量未校准的信息（meas uncal），此时应合理设置频谱分析仪的状态参数，以使频谱分析仪CRT上显示的测量未校准信息消失。

2）数字滤波器对扫描时间的影响

频谱分析仪的数字滤波器对扫描时间的影响和模拟滤波器对扫描时间的影响是不同的。在数字方式下，被分析的信号是在300 Hz的数据块中被处理的，当选定了10 Hz的分辨带宽后，频谱分析仪事实上是通过30个邻接的10 Hz滤波器同时处理每个300 Hz数据块中的数据。如果该数据处理是瞬间完成的，则扫描时间减少为原来的1/30，但实际上只能减少为原来的1/20左右。对于分辨带宽为30 Hz的滤波器，扫描时间将减少为原来的1/6；对于分辨带宽为100 Hz的滤波器，扫描时间和模拟滤波器大致相同。因此，10 Hz和30 Hz的数字滤波器可以减少扫描时间，大大地缩短高分辨率测量所需要的时间。