频域示波器的性能指标主要包括以下几个关键参数:
1. 实时带宽
实时带宽是指示波器能够对信号进行实时分析的频率范围。频域示波器的实时带宽通常较高,一般为数百兆赫兹到数千兆赫兹。例如,高性能示波器的实时带宽可达数GHz,这对于超宽带信号分析和调制信号分析具有显著优势。
2. 动态范围
动态范围是指示波器能够同时测量最大信号和最小信号的能力,通常以dB表示。大多数传统示波器的动态范围在50 dB左右,但高性能示波器(如R&S RTO系列)在100 kHz分辨率带宽下,动态范围可高达86 dB。
3. 灵敏度
灵敏度是指示波器能够检测到的最小信号水平。对于频域示波器,灵敏度受噪声底和信号通道噪声的影响。例如,R&S RTO示波器在全频段(DC-4 GHz)的噪声底可达-80 dBm,而在窄带设置下,底噪声可降低至-100 dBm以下。
4. 功率测量准确度
功率测量准确度是频域分析中的重要指标,影响因素包括端口不匹配、垂直系统误差、频率响应和ADC量化误差等。例如,RTO示波器在1 GHz处的功率测量准确度与频谱仪相当,仅相差0.2 dB。
5. 无杂散动态范围(SFDR)
无杂散动态范围是指在有大信号存在的情况下,能够分辨的最小信号能量。SFDR决定了示波器在高频信号分析中的性能,其主要受ADC拼接和采样时钟相位误差的影响。
6. 频率响应
频率响应是指示波器在不同频率下的信号传输特性。高性能示波器在4 GHz范围内的频率响应误差不超过0.5 dB,这使得其在频域分析中表现出色。
7. 噪声底
噪声底是指示波器在无信号输入时的噪声水平。例如,某些高性能示波器在RBW=10 kHz时的底噪声可达-120 dBm,归一化到每单位Hz后,其性能优于大多数频谱仪。
8. 采样率
采样率是指示波器每秒采样的次数,通常以GSa/s(吉赫兹采样率)表示。高性能频域示波器的采样率可达10 GSa/s甚至更高,这有助于精确捕捉高频信号。
9. 存储深度
存储深度决定了示波器能够存储的数据量,影响其对长时间信号的分析能力。较大的存储深度可以支持更长时间的信号记录和分析。
总结
频域示波器在实时带宽、动态范围、灵敏度和功率测量准确度等方面表现出色,尤其适合高频信号和超宽带信号的分析。其性能指标的提升使其在无线通信测试和射频信号分析中具有重要应用价值。