如何在频谱分析中避免较大幅度误差

B点位于一条平移(congruent)曲线上，当环境温度改变时，垂直位移表示所期望的总系统响应变化。除了环境温度变化之外，调谐后漂移和老化的影响可能导致在曲线上取到的点为F。在这种情况下，幅度误差可能非常大。该误差可以表示为长度E，即响应点B和F之间的差值。

为改善幅度精度，分析仪的YIG预选滤波器应再次进行取中操作。范围C表示相对最新调谐曲线峰值的-4dB点的位置。再次取中点可得到如G点所示的响应。现在距离D代表新的误差，它比初始误差距离E要小很多。

为优化调谐功能，可采用“预选器取中”算法测量滤波器响应。该算法假设有类似CW的输入信号，并在扫描调谐电流时观察相对响应。在该相对响应曲线上查找-4dB点，并在这些点之间取调谐的中点。

这个预选器取中算法的假设之一是，在取中操作的扫描期间，滤波器的输入信号表现出良好的幅度稳定性。这一稳定性必须在1dB下保持良好，以使幅度变化不会被误认为是滤波器通带形状的变化。同样的道理，该信号还必须具有最小频率调制。虽然在1MHz下表现良好的调制在带宽上可以接受，但宽带数字调制会引起调谐误差。最后，该信号必须具有优良的信噪比(SNR)。

对输入信号的上述约束在实际测量应用中可能会造成问题。例如，当测量低水平谐波时不能进行取中操作。取中操作不能用于测量点噪声密度。它不能与日益普遍的数字通信信号协作，例如正交频分复用(OFDM)、宽带码分多址(WCDMA)或时分多址(TDMA)格式信号。同样地，它不能与大部分雷达信号协作。

因此，尽管频谱分析仪的幅度精度指标仅在预选器取中操作之后才有意义，但取中操作往往做不到，这会导致测量精度极大降低。

如果分析仪集成了专用于预选器取中操作的全范围CW信号发生器，那么用户将不需要提供合适的信号。遗憾的是，这种功能的经济代价太大。不过，通过采用宽带噪声发生器和新的中心算法，可以经济地完成没有严格信号要求的取中操作。这一新方法的模块图如图3所示。

从表面上看，似乎噪声源对调谐YIG预选滤波器并没有什么帮助。毕竟滤波器产生的噪声量几乎与调谐电流无关。但噪声的频率分布已经改变了。进入IF的噪声量将随调谐电流而变化。通过分析图4的曲线，预选器取中算法可以仅利用噪声源来对通带进行取中操作。

可以在每一个用户感兴趣的频率调用取中算法。但是，内置的噪声源也允许在分析仪中实现并任意重新进行总调谐曲线的出厂校准，而不是只能求助于装备齐全的设备。因此，可以通过不定期运行“特征预选器”操作来消除老化和(重要性极低)环境温度变化的影响。采用一个性能优异的预选器，则几乎不需要进行取中操作。无需重取中点甚至会比无需类似CW信号的取中操作更方便。

总之，通过加入噪音源及新的调谐算法，安捷伦MXA信号分析仪可以在所有类型的信号(而不仅仅高幅度、接近CW分布的信号)测量中满足其微波幅度精度指标的要求。例如，在6GHz频率下测量40MHz的数字调制信号时，尽管正确的取中操作改善了需确保的±1.5dB精度，但未进行有效预选器取中操作的测量精度并没有被确定下来，而且可能比-10dB更差。