本研究专注于探讨调幅信号的特性及其频谱特征,通过使用先进的频谱分析仪进行精确测量和深入解析,旨在为无线通信领域提供技术支持。
频谱分析仪是一种重要的测试仪器,在电子竞赛、仪器仪表等领域得到广泛应用。它的主要组成部分包括输入信号经衰减器、低通滤波器、混频器、本振发生器(压控振荡器)、扫频发生器、中频滤波器和检波器等。
具体来说,各部分的作用如下:
- 输入衰减器:保证仪器在宽频率范围内保持良好匹配特性,并减少失配误差。
- 低通输入滤波器:去除不需要的频率成分。
- 混频器:将不同频率信号转换至相应的中频。
- 本振发生器(压控振荡器):其工作频率由扫频发生器控制。
- 扫频发生器:除控制本振外,还负责水平偏转显示功能的实现。
- 中频滤波器:仅允许当输入信号与本地振荡之间的差值等于中频频段时通过该滤波器。
- 检波器:将输入功率转换为视频电压输出。
在测量调幅(AM)信号方面,扫宽是指频率范围从fstart到fstop的差异。例如,如果Span设置为1MHz,则表示频谱宽度设定为100kHz。此外,在中频放大器增益和衰减器之间存在联动机制:当输入端减少10dB时,中频处将相应增加相同的增益值以确保信号电平不变。
调幅信号具有载波振幅随调制信号变化的特点,但其频率保持恒定。该类型信号可以用以下公式表示:
U(t) = Ac[1 + ma * cos(2πfmt)]cos(2πfct)
其中Ac是决定总幅度的常数;ma为调幅深度(0≤m a ≤1);fm代表调制频率,而fc则是载波频率。
通过频谱分析仪可以对AM信号进行测量和分析,并由此得出调幅系数(ma)。该值可以通过计算包络波形的最大最小幅度差来确定:
ma = (Umax - Umin)/(Umax + Umin)
或者
ma = (1-Umin/Umax)/(1+Umin/Umax)
以上方法使得频谱分析仪能够有效评估调制参数,从而在电子竞赛、仪器仪表类等领域发挥重要作用。