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    • 【什么是灵敏度】
    • 【灵敏度的重要性】
    • 【影响灵敏度的因素】
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信号分析仪灵敏度的深度解析

12小时前
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随着无线通信技术的快速发展,工程师面临着日益复杂的测试需求。更高的频率、更宽的带宽以及复杂调制格式(如 OFDM和高阶QAM)的广泛应用,要求测试设备具备更高的精度和灵敏度。信号分析仪作为无线通信测试的核心工具,其灵敏度直接决定了低电平信号检测和系统性能验证的能力。

【什么是灵敏度】

灵敏度是指信号分析仪检测和处理低电平信号的能力。它通常以显示平均噪声电平(DANL)来表示,单位为dBm/Hz,表示在1赫兹带宽内,频谱分析仪的噪声底限。灵敏度越高,频谱分析仪能够检测到的最小信号就越小。这对于无线通信测试尤为重要,随着信号频率的提高和带宽的扩展,信号衰减也随之增加,导致信号强度降低。此外,更复杂的调制方式需要更高的信噪比(SNR)才能准确解调,避免符号错误和误码率上升。

DANL:DANL 是衡量信号分析仪灵敏度最常用的指标,表示信号分析仪噪声底的幅度,单位为 dBm/Hz。DANL 越低,信号分析仪的灵敏度越高。

动态范围:动态范围是指信号分析仪能够处理的最大信号和最小信号的差值。动态范围受到灵敏度和失真的限制。在测量中等功率信号时,需要在优化 DANL 和最小化内部失真之间取得平衡。

更好的灵敏度对 EVM 测量有直接影响,尤其是在低输入功率水平下。DANL 的提升可以显著改善 EVM 测量的准确性,避免误判和降低良品率。

【灵敏度的重要性】

随着 5G卫星通信和 WiFi 7 等新一代无线技术的兴起,信号分析仪的灵敏度变得至关重要。这些技术普遍采用 OFDM 调制方式,具有高数据速率、高频谱效率和抗干扰能力强等优点。然而,OFDM 信号具有高峰均功率比(PAPR),需要线性系统才能保证传输质量。高灵敏度信号分析仪能够更好地测量低电平信号,从而准确评估OFDM 信号的质量,例如 EVM(误差矢量幅度)等指标,确保无线通信系统的性能。

1、检测低电平信号:

许多无线通信系统需要检测和测量非常微弱的信号,例如在5G、卫星通信和WiFi7等应用。高灵敏度的频谱分析仪能够更准确地检测这些低电平信号,从而确保系统的性能和可靠性。

2、误码率(BER)和误差矢量幅度(EVM)测量:

在复杂的调制方案中,如正交频分复用(OFDM),灵敏度对误码率和误差矢量幅度的测量至关重要。高灵敏度能够提供更好的信噪比(SNR),从而减少符号错误和比特错误,提高系统性能。

3、动态范围:

灵敏度还影响频谱分析仪的动态范围,即能够处理的最大和最小信号之间的差异。高灵敏度有助于扩大动态范围,使频谱分析仪能够同时测量强信号和弱信号。

具有高灵敏度的信号分析仪还可以减少对信号放大器的依赖,从而降低测试成本。

【影响灵敏度的因素】

灵敏度受多个因素的影响,选择合适的设置有助于提高频谱分析仪的灵敏度。

1、前置放大器(Preamp):

前置放大器可以提高信号电平,从而提高灵敏度。然而,放大器的线性度和噪声性能对灵敏度有直接影响。高质量的前置放大器能够在提高信号电平的同时,保持低噪声和高线性度。

2、衰减器设置:

加大输入衰减可以减小输入信号电平,但对仪器内部噪声影响不大。当输入信号较弱时,较高的衰减值会导致输入信噪比下降,进而降低灵敏度。优化衰减器设置有助于提高频谱分析仪的灵敏度。

3、分辨率带宽(RBW):

分辨率带宽决定了频谱分析仪的频率分辨率。较窄的RBW可以降低噪声底限,提高灵敏度,但也会增加测量时间。选择合适的RBW是提高灵敏度的关键。

4、噪声底限扩展(NFE):

NFE是Keysight信号分析仪采用的一种降低噪声底限的技术,通过测量和校正频谱分析仪的噪声底限,可以显著提高灵敏度。

左图:黄色轨迹是未打开NFE的信号,蓝色轨迹是打开NFE后的同一信号

右图:分别显示原始信号(未打开NFE、LNP)、打开LNP 和打开 NFE 的测量结果

选择高性能的元器件、优化信号路径设计、采用噪声校正技术等措施,可以有效提高信号分析仪的灵敏度,满足下一代无线通信测试的需求。

 

线上技术讲座:《信号分析仪进阶:灵敏度深度解析》

会议时间:2025年01月10日14:00-15:30

会议简介

随着5G、卫星通信和WiFi 7向更高频率和更宽带宽发展,无线收发器设计人员需要性能更佳、更可靠的信号分析仪来进行关键性能测量。灵敏度是衡量信号分析仪检测和测量低电平信号能力的主要指标,受多种因素影响,包括前端放大器的线性度、衰减/增益和分辨率带宽(RBW)等。信号分析仪的灵敏度对于基于信号频谱的测试以及EVM测试都有重要影响。对于更宽的带宽、更高的频率以及更复杂信号的解调应用,选择具有卓越灵敏度的信号分析仪变得尤为重要。

本次研讨会将探讨信号分析仪架构对灵敏度的影响因素,如何改善分析仪的灵敏度,以及如何降低噪声影响,以获得更好的解调测试结果。

嘉宾介绍

芮艳华,是德科技应用工程师

孙丽晴,是德科技射频微波解决方案工程师

关于是德科技

是德科技(NYSE:KEYS)启迪并赋能创新者,助力他们将改变世界的技术带入生活。作为一家标准普尔 500 指数公司,我们提供先进的设计、仿真和测试解决方案,旨在帮助工程师在整个产品生命周期中更快地完成开发和部署,同时控制好风险。我们的客户遍及全球通信、工业自动化、航空航天与国防、汽车、半导体和通用电子等市场。我们与客户携手,加速创新,创造一个安全互联的世界。了解更多信息,请访问是德科技官网 www.keysight.com.cn

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是德科技致力于为电子设计、测试、测量和优化提供突破性的解决方案和可信赖的洞察力,帮助客户加速创新,创造一个安全互联的世界。

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