频谱仪和功率计等仪器功率测量的差异

能够测量射频信号功率的仪器很多，其中常用的通用射频仪器有以下几类：

• 功率计

•频谱和信号分析仪

•接收机

•网络分析仪

•数字通信综测仪

功率计

•功率测量的标准仪器。

•热电功率探头通过热电元件（热偶、热电堆或热敏电阻）实现功率测量。

•二极管功率探头，利用二极管的平方律（输出电压与输入电压的平方成线性正比关系），在探头匹配阻抗已知情况下，测量获取电压的平方就相当于功率的直接测量。

•功率计不能区分频率，测量值对应其工作频段内的所有频率信号的总的平均功率。

•功率计的灵敏度不高，通常热电探头>-50dBm，二极管探头>-70dBm，在灵敏度极限小信号测量情况下，不确定度较大，需要足够多的平均次数，足够长的测量时间。

•所有类型功率计都可以准确测量信号的平均功率。

•只有二极管宽带功率探头才能测量峰值功率及其时域变化曲线。

频谱仪/接收机

•通过混频、滤波等器件，将指定频率的信号变频为中频IF信号，再用ADC数字化后，首先进行数字电压包络检波，其后按照设定的检波器（如峰值、RMS、平均等）进行检波运算，获得该频点分辨率带宽（RBW）内的功率值。

•只有单载波信号或者带宽

v超过RBW的宽带信号，需要测试信道功率（channel power）或带内功率（band power）测试模式，检波器RMS，扫描时间足够长以获得稳定曲线，此时获得信号的平均功率。

•零扫宽(Zero Span)点频CW时域功率测量模式，只能准确测量带宽小于RBW的信号功率，不可测量大于RBW的宽带信号；通常选用采样值检波器，Time domain power - Peak获得峰值功率，RMS获取平均功率。

信号分析仪

•IQ analyzer通过宽带I/Q解调分析，获取I/Q模值对应功率值。

•IQ analyzer适用于宽带信号的功率幅度测量，获得解调带宽内的信号功率时域数据曲线。

•专用信号解调分析选件，直接解调分析对应信号类型，获得目标功率值。

网络分析仪

•网络分析仪的波量Wave quantitie获取输入信号(b)或输出信号(a)的功率。

•测试原理与接收机一致。

•网络分析仪通常需要配合USB功率探头进行功率校准。

综测仪

•与信号分析仪类似，直接解调标准通信信号，获得功率值。

频谱仪与功率计测量值差异分析

当信号为纯净线性单载波CW时

•功率计与频谱仪测量数值基本相等，功率计准确度更高

当信号非线性、谐波和杂散分量很大时

•工作带宽较大的功率计测量值，大于带宽较小的功率计

•功率计测量值大于频谱基波频点的Marker读数，因为功率计测量值包括多个频率分量的总功率

宽带调制信号测试时

•谐波杂散较小的信号，功率计平均功率与频谱仪channel power测量数值基本相等，功率计准确度更高

脉冲调制信号测试时

•谐波较小的情况下，功率计平均功率与频谱仪channel power测量数值基本相等，功率计准确度更高。

•当满足信号脉宽>2/VBW(功率探头)以及信号脉宽>2/RBW(频谱仪)时，宽带峰值功率探头的峰值功率读数，与频谱仪zero span时域功率的Peak值相等，均值与时域功率的RMS值相等。
 

审核编辑：汤梓红