當你初次看到頻譜分析儀( spectrum Analyzer )的時候,是否覺得有點頭大? 面板按鈕這麼多,到底該從哪裡學起? 我想這是大多數人會遇到的問題,別擔心! 阿信助教會慢慢告訴你。

下圖是我把衛星QPSK訊號接入頻譜所呈現的 spectrum 畫面,這個像頂帽子的黃色軌跡會看起來大小適中,是因為我預先調整過設定。接下來我會以這個訊號為例,告訴各位如何調整設定得到這樣的軌跡。

Spectrum 設定-訊號規格
使用頻譜之前,我們必須先知道訊號的樣子,這裡的訊號是我從別台機器送出來的,因此我可以很清楚訊號規格,我先列出如下。
- Carrier Frequency = 1800MHz
中心載波,所以上圖的中心頻率是1.8G Hz - Symbol Rate = 27.5MHz
其實它就是俗稱的鮑率(Baud Rate),代表每秒傳送多少符號(Symbol),Symbol Rate決定了訊號的頻寬。 - Modulation = QPSK
QPSK的每個Symbol可以表示2 bit,所以每個Symbol可以有4種變化,分別落在四個像限中,但這台掃描式的頻譜只能看到功率,並無法看到相位,因此在這裡看不到QPSK的星座圖。 - Content = PRBS23
原本內容Content應該是影像串流(Stream),不過這裡為了測試,我用數學方式產生亂數串流,它會有類似白雜訊的效果,這樣我可以省下一台Stream player的空間。事實上即便是用真實的video stream,在頻譜上看起來也會很像白雜訊,因為stream當初在壓縮時,就已經把訊號用演算法將資料打散了。
Spectrum 頻率設定-FREQ/SPAN
根據待測訊號的規格,我們知道訊號的中心頻率在1800MHz,因此頻譜的中心頻率也要設定為1800MHz,如下圖白色中心線的位置,至於SPAN的寬度我就大概抓個100MHz。
在面板右方有按鈕FREQ與SPAN,這兩個按鈕負責頻率的設定,FREQ選項讓你可以針對起始頻率Start Freq與結束頻率Stop Freq作設定,這兩者之間的頻率差距稱為展距Span,螢幕中間的頻率稱為中心頻率Center Freq。
以下是常用的動作,若要調整任何數值,可以按數字鈕、旋鈕或是上下鍵:
- 想平移整個軌跡: 調整Center Freq (此時Start/Stop Freq會連帶跟著調整)
- 想讓軌跡變寬: 調整Span (此時Start, Stop會連帶同時往內或往外,Center不會變)

Spectrum 設定-振福AMPTD
頻譜與示波器最大的不同,就是示波器是看波形電壓,頻譜看的是功率,因此頻譜在Y軸上的單位是功率單位,例如常用的dBm,它是個功率的絕對單位,意思是與1mW比較的dB值。除了dBm之外還有dBmV、dBuV與dBc等等單位,我會另外撰文解釋。
首先看到下圖的表格頂端橫線,它稱為參考準位Reference Level,畫面中簡寫為Ref Level,指的是畫面頂端的功率準位。如下圖的標示Ref=-58.8dBm,所以頂端綠色的線表示-58.8dBm。從Ref Level開始每往下一格就小5dB,這個設定在右邊的橘色框選項Scale/Div可以看到,每格的衰減值也可以在畫面左上角看到5 dB/div字樣。所以畫面中訊號的高原處,從上往下數大約就是-66dBm。
以下是常用的動作
- 把訊號軌跡抬高: 將Ref Level調小
- 讓訊號的最高最低落差多一些: 把Scale/Div調小

解析頻寬-RBW
想像一下,你把頻譜軌跡沿著橫軸不斷的切割,切到不能再切為止,這個最小單位就是解析頻寬Resolution Bandwidth(RBW),這是我想到最好的解釋了,軌跡上每個點的高度就是RBW寬度範圍內的能量大小。下圖是根據這樣的想像畫出來的,但請注意這些棒子的兩邊實際上是彼此有重疊的,我為了說明方便並沒有呈現出重疊,詳細的RBW內容請看這裏頻譜原理-Spectrum內部構造簡介。
spectrum-解讀訊號
以上我們已經能夠對頻譜分析儀做基本操作了,接下來對於呈現在畫面中的軌跡該怎麼解讀呢? 以下是我們在實務上經常會需要知道的資訊。
- 中心頻率Center Freq=1.8GHz
通常我們以中心頻率來描述訊號的位置,起碼知道預期中的訊號是否在對的位置出現。 - 符碼率Symbol Rate=27.5MHz
訊號的頻寬目視大約是27MHz,而一般常用的Symbol Rate是27.5MHz(以我常接觸的為主),我就主觀認定待測訊號的符碼率是27.5MHz - 訊號雜訊比SNR=12dB
這個可用來敘述訊號的品質,SNR越高表示品質越好。 - 雜訊Noise floor=-78.8dBm
這裡可以知道每個RBW所含的環境雜訊,包含了訊號來源本身的雜訊與儀器自身的雜訊。
有了這些技巧,相信大家都能解讀頻譜上的軌跡了吧。
您好 請問有這台頻譜分析儀的各按鍵操作教學嗎? 想了解 謝謝
這部分要請您自行參考它的使用手冊, 基本上可以得到大部分的解答