一种基于频谱仪的底噪降低方法与流程

本发明涉及电子测试测量领域，尤其涉及一种基于频谱仪的底噪降低方法。

背景技术：

1、频谱分析仪的主要功能之一是寻找和测量小信号，而其所受到的主要限制是频谱仪自身产生的噪声，当信号功率接近噪声功率时，测量的结果会受到噪声的影响。为了降低频谱仪的底噪，在仪器上常用的方法是减小rbw（分辨率带宽）、将内部衰减器调整到0db、使用自适应滤波器降噪等方法。但是减小rbw将极大地增加测量时间，使整体测试效率降低；将内部衰减器调整到0db则会使原匹配变差和测量的幅度值的精度降低；而自适应滤波器降噪方法也存在收敛时间过慢，使测量时间大大增加的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种基于频谱仪的底噪降低方法，解决了现有技术存在的不足。

2、本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于频谱仪的底噪降低方法，所述底噪降低方法包括：

3、步骤一、对频谱仪自身进行整机校准，测量对底噪产生影响的参数，并结合得到的参数对频谱仪底噪进行建模，根据建模情况计算得到频谱仪界面读到的噪声功率np；

4、步骤二、改变频谱仪配置到硬件中的参数，得到后端噪声功率密度n2r；

5、步骤三、设置频谱仪中心频率为当前变频通道的起始值，获取前期整机校准得到的对应中心频率的参数补偿值，并读取当前条件的噪声功率np3，得到和中心频率有关的前端噪声n1和前端噪声密度n1r；

6、步骤四、先从当前变频通道的频率起始值到结束值依次步进，再改变频谱仪的变频通道，得到频谱仪所有情况下的噪声参数；

7、步骤五、根据设置的频谱仪界面参数来判断当前的变频通道与需要进行降噪的频率范围，并以此来查找前面所记录的n1r、n2r，得到显示平均噪声电平danl，并计算得到消除频谱仪本身底噪后的输入信号功率。

8、所述步骤四具体包括以下内容：

9、a1、从当前变频通道的频率起始值到结束值，按照设定的步进改变变频谱仪的中心频率，重复步骤三的操作，并将当前变频通道的每个中心频率对应的n1r和n2r进行记录；

10、a2、改变频谱仪的变频通道，再次从步骤三到a1步骤进行操作，将其结果按照每个变频通道、变频通道对应的一系列中心频率、中心频率对应的n1r和n2r完整记录下来，得到频谱仪所有情况下的噪声参数。

11、所述对底噪产生影响的参数包括机械衰减器衰减值matt、电子衰减器衰减值eatt、前置放大器放大值preamp、调谐频率幅度校正flatness、系统增益systemgain、中频衰减aifatt和分辨率带宽rbw。

12、所述根据建模情况计算得到频谱仪界面读到的噪声功率np包括：

13、根据建模情况，得到计算频谱仪界面读到的噪声功率值np的公式为；

14、在公式两端同时除以得到，其中，npm为在混频器mixer处的噪声功率，即从频谱仪界面上读到的噪声功率除以得到的结果。

15、所述步骤二包括以下内容：

16、改变频谱仪配置到硬件的中频衰减aifatt，得到第一个中频衰减值aifatt1和第二个中频衰减值aifatt2，设，；

17、得到中频衰减为第一个中频衰减值aifatt1时从频谱仪界面读到的噪声功率除以的结果npm1，，以及得到中频衰减为第二个中频衰减值aifatt2时从频谱仪界面读到的噪声功率除以的结果npm2，；

18、联合公式和得到后端噪声功率n2为，并对其进行归一化处理得到后端噪声功率密度n2r为，其中，enbwratio为分辨率带宽滤波器的等效噪声带宽比值。

19、所述步骤三包括以下内容：

20、设置频谱仪中心频率为当前变频通道的起始值，获取前期整机校准得到的该起始值频率对应的flatess3和aifatt3补偿值，再从频谱仪界面读取当前条件下的噪声功率np3，除以得到的结果表示为npm3，并设；

21、进而得到和中心频率有关的前端噪声和前端噪声密度。

22、所述步骤五包括以下内容：

23、根据设置的频谱仪界面参数来判断当前的变频通道与需要进行降噪的频率范围，并以此来查找前面所记录的n1r、n2r，带入到公式中，计算得到混频器mixer处的噪声功率相对于rbw的等效带宽的比值npmr为，再根据当前的rbw值，得到此时的npm为；

24、根据频谱仪当前的机械衰减器衰减值matt、电子衰减器衰减值eatt、前置放大器放大值preamp计算得到danl为；

25、根据原始界面显示信号功率和计算得到消除频谱仪本身底噪后的输入信号功率为。

26、当频谱仪参数发生变化时，则返回步骤五重新计算当前参数条件下的输入信号功率。

27、本发明具有以下优点：一种基于频谱仪的底噪降低方法，可以有效消除频谱仪自身的噪声对测量与寻找小信号的影响，还能有效提高低电平信号测量时的信噪比和频谱仪整体的灵敏度。

技术特征：

1.一种基于频谱仪的底噪降低方法，其特征在于：所述底噪降低方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于频谱仪的底噪降低方法，其特征在于：所述步骤四具体包括以下内容：

3.根据权利要求1所述的一种基于频谱仪的底噪降低方法，其特征在于：所述对底噪产生影响的参数包括机械衰减器衰减值matt、电子衰减器衰减值eatt、前置放大器放大值preamp、调谐频率幅度校正flatness、系统增益systemgain、中频衰减aifatt和分辨率带宽rbw。

4.根据权利要求3所述的一种基于频谱仪的底噪降低方法，其特征在于：所述根据建模情况计算得到频谱仪界面读到的噪声功率np包括：

5.根据权利要求3所述的一种基于频谱仪的底噪降低方法，其特征在于：所述步骤二包括以下内容：

6.根据权利要求5所述的一种基于频谱仪的底噪降低方法，其特征在于：所述步骤三包括以下内容：

7.根据权利要求4所述的一种基于频谱仪的底噪降低方法，其特征在于：所述步骤五包括以下内容：

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种基于频谱仪的底噪降低方法，其特征在于：当频谱仪参数发生变化时，则返回步骤五重新计算当前参数条件下的输入信号功率。

技术总结本发明涉及一种基于频谱仪的底噪降低方法，属于电子测试测量领域，包括：进行频谱仪底噪建模，得到频谱仪界面读到的噪声功率NP；计算后端噪声功率密度N2R；设置频谱仪中心频率为当前变频通道的起始值，获取对应中心频率的参数补偿值，读取噪声功率NP3，得到前端噪声N1和前端噪声密度N1R；从当前变频通道的频率起始值到结束值依次步进，再改变频谱仪的变频通道，得到频谱仪所有情况下的噪声参数；由频谱仪当前设置参数特定变频通道与中心频率得到的N1R和N2R，得到显示平均噪声电平，并计算得到消除底噪后的输入信号功率。本发明可以有效消除频谱仪自身的噪声对测量与寻找小信号的影响。技术研发人员：陈珠受保护的技术使用者：成都玖锦科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18