頻譜分析儀是用于測(cè)量射頻信號(hào)幅度與頻率之間關(guān)系的測(cè)量?jī)x器，通常用于頻域測(cè)量。而用于時(shí)域測(cè)量通常使用的儀器是示波器。頻譜分析儀可以用于測(cè)量頻率、功率幅度、諧波、帶寬以及其他射頻信號(hào)相關(guān)的參數(shù)。

　　圖1：RIGOL?的DSA815-TG頻譜分析儀

　　我在ARRL實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常進(jìn)行的一個(gè)重要測(cè)試項(xiàng)目是對(duì)發(fā)射機(jī)或功放進(jìn)行帶外輻射指標(biāo)的測(cè)試。在該指標(biāo)的測(cè)試過(guò)程中，會(huì)測(cè)量發(fā)射信號(hào)的所有諧波和雜散相對(duì)基波（載波）信號(hào)的電平幅度差。通常我們采用經(jīng)過(guò)計(jì)量的Agilent/HP 8563E頻譜分析儀進(jìn)行測(cè)試，這臺(tái)頻譜分析儀的頻率覆蓋范圍為9kHz～26.5GHz。HP 8563E是一臺(tái)非常精確的，實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的專業(yè)儀器，但它的價(jià)格會(huì)讓絕大多數(shù)火腿和電子愛好者望而生畏。即便是一臺(tái)二手的HP 8563E這樣的實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的頻譜分析儀，通常還要賣到幾萬(wàn)美金的價(jià)格，廣大愛好者通常都沒有能力負(fù)擔(dān)這個(gè)價(jià)格區(qū)間的儀器。

　　
　　圖2?在實(shí)驗(yàn)室里我們利用1~2個(gè)大功率衰減器和1個(gè)步進(jìn)衰減器將被測(cè)發(fā)射機(jī)的信號(hào)功率衰減到測(cè)試儀器能夠接受的一個(gè)安全的功率水平下（通常會(huì)調(diào)整到1mW左右的）。圖中DSA815-TG被用于測(cè)試一部2m手臺(tái)發(fā)射的基波信號(hào)和諧波信號(hào)。

　　結(jié)論： RIGOL的DSA815-TG是一臺(tái)資深電子愛好者及現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)工程師能負(fù)擔(dān)得起的輕便型頻譜分析儀，還可應(yīng)用于無(wú)線電愛好者的各種無(wú)線電活動(dòng)中。

　　RIGOL（北京普源精電科技有限公司）是一家近年來(lái)在測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域嶄露頭角的中國(guó)公司，它的產(chǎn)品目前已經(jīng)廣泛的在全世界范圍內(nèi)進(jìn)行銷售。RIGOL最近推出了型號(hào)為DSA815的頻譜分析儀，頻率覆蓋范圍從9kHz～1.5GHz，在美國(guó)的定價(jià)從1295美元起。這臺(tái)頻譜分析儀在《QST》雜志上登過(guò)廣告，也在幾個(gè)火腿節(jié)上進(jìn)行過(guò)展示。ARRL的許多會(huì)員向我們咨詢這個(gè)儀器，他們覺得這個(gè)頻譜分析儀是“難以置信的好”。作為一名測(cè)試工程師，我也很好奇究竟這是不是真的，因此我們的產(chǎn)品評(píng)測(cè)編輯訂購(gòu)了一臺(tái)DSA815-TG，該型號(hào)帶有工廠預(yù)裝的跟蹤源，價(jià)格為1495美元（不含稅）。

　　概 況

　　RIGOL的DSA815是一臺(tái)設(shè)計(jì)非常緊湊的儀器，主機(jī)頂部帶有提手，重量大約為9.4磅（約4.25公斤），既適合于實(shí)驗(yàn)室使用，也適合于便攜移動(dòng)使用。儀器的8寸彩色液晶屏占據(jù)了前面板上的主要面積，分辨率為800×480像素。這臺(tái)頻譜分析儀的絕大部分控制按鍵都與其他更高價(jià)位的同類儀器類似，因此任何熟悉頻譜分析儀使用的用戶都會(huì)很容易理解基礎(chǔ)功能的使用。

　　不需要通過(guò)大多數(shù)老式專業(yè)的頻譜分析儀上常見的GPIB接口，采用DSA815上的USB主從接口并配合控制面板上專用的PRINT（打?。┌粹o，可以非常容易的獲取屏幕顯示的頻譜曲線和相關(guān)儀器設(shè)置數(shù)據(jù)。（GPIB——General Purpose Interface Bus， 通用接口總線——又稱為IEEE488總線。RIGOL提供了一個(gè)USB轉(zhuǎn)GPIB轉(zhuǎn)換器選件。）我非常喜歡它的可翻轉(zhuǎn)前支撐腳設(shè)計(jì)，支撐起來(lái)以后使得儀器在臺(tái)面上的操作更加符合人體工程學(xué)要求。儀器的側(cè)面有通風(fēng)孔，所選用的風(fēng)扇也很安靜。

　　前面板上有兩個(gè)50Ω特性阻抗的N型接頭，分別用于射頻輸入（RF INPUT）和跟蹤源輸出（GEN OUTPUT）。在后面板上除了交流電源插座外，還有USB和LAN接口，以及3個(gè)BNC接頭，分別用于10MHz參考信號(hào)的輸入、輸出和觸發(fā)信號(hào)輸入。從外面看起來(lái)，整機(jī)設(shè)計(jì)顯得非常干練和現(xiàn)代，不知道內(nèi)部功能和性能如何呢？

　　盡管我沒能把這個(gè)儀器整機(jī)進(jìn)行拆解和分析（會(huì)影響校準(zhǔn)精度），但根據(jù)RIGOL的廠家解釋，“DSA815采用全數(shù)字中頻技術(shù)（利用DSP技術(shù)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理），使得該頻譜分析儀在實(shí)現(xiàn)更小的分辨率帶寬設(shè)置的同時(shí)，減小了本底平均噪聲水平?！眱x器的最小分辨率濾波器帶寬為100Hz。采用全數(shù)字中頻技術(shù)能夠極大的降低硬件電路的復(fù)雜度，同時(shí)這是整機(jī)結(jié)構(gòu)十分緊湊的原因之一。儀器頻率覆蓋范圍為9kHz～1.5GHz，適用于絕大部分業(yè)余無(wú)線電設(shè)備的測(cè)試。RIGOL也提供其他系列的頻譜分析儀（DSA1000A系列），能夠覆蓋最高到3GHz的頻率范圍，并且具有更高的靈敏度和更窄的分辨率帶寬。

　　在ARRL實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中，我們的射頻屏蔽室和相關(guān)的測(cè)試儀器主要用于測(cè)試常見的業(yè)余電臺(tái)設(shè)備，不具備測(cè)試其他實(shí)驗(yàn)室儀器的條件。為了驗(yàn)證DSA815儀器性能指標(biāo)是否符合廠家宣稱的指標(biāo)水平，我將這臺(tái)儀器寄到了位于馬塞諸塞州Chelmsford市的Essco計(jì)量實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室為我們實(shí)驗(yàn)室中的測(cè)試儀器提供年度計(jì)量服務(wù)。Essco檢查了這臺(tái)儀器的所有性能指標(biāo)，很快就貼好計(jì)量標(biāo)簽并寄回到ARRL實(shí)驗(yàn)室。表1列出了RIGOL這臺(tái)DSA815-TG的關(guān)鍵性能指標(biāo)，Essco經(jīng)過(guò)測(cè)試后也確認(rèn)其測(cè)試結(jié)果符合指標(biāo)“標(biāo)稱”。

　　表1 RIGOL生產(chǎn)的頻譜分析儀，型號(hào)為DSA815-TG，序列號(hào)DSA8A142400036

　　以下廠家聲稱的性能指標(biāo)經(jīng)位于馬塞諸塞州Chelmsford市的Essco計(jì)量實(shí)驗(yàn)室檢定后確認(rèn)為符合指標(biāo)范圍。

　　應(yīng) 用

　　DSA815或者任何其他頻譜分析儀的使用者都需要非常注意輸入到儀器測(cè)試輸入端的功率水平。以RIGOL的產(chǎn)品（DSA815）為例，如果輸入超過(guò)+20dBm（100mW）功率的射頻信號(hào)到儀器當(dāng)中，很可能會(huì)有一定的風(fēng)險(xiǎn)，如果儀器損壞的話，維修和重校準(zhǔn)的費(fèi)用十分高昂。因此在測(cè)試過(guò)程中，通常在被測(cè)設(shè)備和頻譜分析儀之間要串聯(lián)功率衰減器和步進(jìn)衰減器。在實(shí)驗(yàn)室中，處于安全考慮，以及避免由于過(guò)載帶來(lái)額外的測(cè)量誤差，通?？刂戚斎胄盘?hào)幅度不超過(guò)1mW，或者利用衰減器將信號(hào)幅度衰減到這個(gè)大小再進(jìn)行測(cè)量。如欲了解更多關(guān)于我們?nèi)绾问褂妙l譜分析儀對(duì)業(yè)余電臺(tái)設(shè)備進(jìn)行各種測(cè)試的信息，請(qǐng)查看網(wǎng)站上的ARRL實(shí)驗(yàn)室操作指南相關(guān)文檔。ARRL手冊(cè)中在測(cè)試測(cè)量一章中也詳細(xì)介紹了頻譜分析儀的相關(guān)使用方法。