频谱分析仪噪声特性

由于电阻的热敏效应，任何设备均具有噪声，频谱分析仪亦不例外，频谱分析仪的噪声，本质上是热噪声，属于随机性(Random)，它能被放大与衰减，由于系随机性信号，两噪声的结合只有相加而无法产生相减的效果。在频带范围内也相当平坦，其频宽远大于设备内部电路的频宽，检测器检知的噪声值与设定的分辨率频宽(RBW)有关。由于噪声是随机性迭加于信号功率上，因此显示的噪声准位与分辨率频宽成对数的关系，改变分辨率频宽时噪声随之变化，噪声改变量相关的数学式如下所示:

例如:频宽从100kHz(BW1)调整到10kHz(BW2)，则噪声改变量为:

亦即降低噪声量10dB (为原来的1/10)，相对提高讯号与噪声比10dB。由此可知，纯粹要降低噪声量，使用最窄宽度的频宽将能达到目的。不论噪声来之于外部或内部产生，量测时均将影响信号振幅的准确性，特别在低准位信号时，更是如此，噪声太大时，甚至掩盖信号以致无法正确判断信号的大小，影响量测质量的两种噪声可概括为下列三大项:

⑴.产生于交换功能的数字电路、点火系统与DC 马达脉冲噪声，这类噪声常见于EMI(Electromagnetic Interference)的讨论领域里。

⑵. 随机性噪声来之于自然界或电路的电子移动，又称之为KTBW (或称热敏)噪声、Johnson 噪声、宽带噪声或白氏(White)噪声等，本书主要以热敏噪声为重点，数学式为:

Pn =kTBW ，⑸

其中:Pn =噪声功率= 3.98*10?21 瓦/Hz 或-174dB/Hz

k=Boltzman 常数，1.38*10?23 joule/oK

T=绝对温度表示的常温=290 oK

BW=系统的噪声功率频宽(Hz)。

在4MHz、75 Ω、290 oK 时的噪声功率为-59.1dBm。由噪声功率得知，信号频宽降低，系统噪声功率随之降低，信号的质量以信号噪声比表示

(SNR;Signal-to-Noise Ratio)，信号强度(单位为dBm)与系统噪声功

率(单位为dBm)的相减值即为信号噪声比，数学式为:

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