设置频谱分析仪的扫频范围（Span）和分辨率带宽（RBW）是优化测试结果的关键步骤，直接影响信号观测的全面性和细节表现。以下是详细设置方法及注意事项，结合实际应用场景说明：
一、扫频范围（Span）设置：定义观测频段
作用：Span决定频谱仪屏幕显示的频率范围，需覆盖待测信号的全部频谱成分（包括谐波、杂散等）。
1. 设置步骤
- 手动输入：
- 按下频谱仪前面板的 “Span” 或 “Frequency” 键。
- 选择 “Center Frequency”（中心频率）和 “Span”（跨度），或直接输入 “Start Frequency”（起始频率）和 “Stop Frequency”（终止频率）。
- 输入数值后按 “Enter” 确认（如设置中心频率1GHz，Span 10MHz，则显示0.995GHz~1.005GHz）。
- 自动设置：
- 按下 “Auto Scale” 或 “Peak Search” 键，频谱仪会自动调整Span以显示主要信号（适用于快速定位信号，但可能遗漏次要成分）。
2. 选型原则
- 覆盖信号带宽：Span需大于信号带宽的2倍（如测试20MHz宽带的LTE信号，Span至少设为40MHz）。
- 避免过度扫描：Span过大会降低扫描速度（Sweep Time），增加测试时间（扫描时间与Span成正比）。
- 分段扫描：对超宽频段（如1GHz以上），可分段设置Span并拼接结果（需记录每段中心频率）。
3. 案例
- 场景：测试Wi-Fi 6信号（频段5.15GHz~5.35GHz，带宽80MHz）。
- 设置：
- 中心频率：5.25GHz
- Span：200MHz（覆盖主信号及邻频干扰）
- 结果：屏幕清晰显示80MHz主信号及两侧杂散，扫描时间200ms。
二、分辨率带宽（RBW）设置：控制频率分辨率
作用：RBW决定频谱仪区分两个相邻信号的能力（频率分辨率），同时影响噪声基底和扫描速度。
1. 设置步骤
- 手动输入：
- 按下 “RBW” 或 “Bandwidth” 键。
- 直接输入数值（如1kHz、10kHz、100kHz）或选择预设值（如“Auto”、“1-3-10”序列）。
- 按下 “Enter” 确认（如设置RBW=10kHz，则频率分辨率≤10kHz）。
- 自动设置：
- 按下 “Auto RBW” 键，频谱仪根据Span和信号特性自动选择RBW（通常为Span的1%~10%）。
2. 选型原则
- 频率分辨率需求：
- 测试窄带信号（如CW信号）：RBW应小于信号带宽的1/10（如测试1kHz信号，RBW≤100Hz）。
- 测试宽带信号（如OFDM）：RBW可设为信号带宽的1%~5%（如测试100MHz信号，RBW=1MHz）。
- 噪声基底控制：
- RBW越小，噪声基底越低（噪声功率与RBW成正比），但扫描时间越长（扫描时间与RBW成反比）。
- 公式：扫描时间 ≈ k × (Span / RBW²)（k为常数，取决于滤波器形状）。
- 避免过采样：RBW过小会导致扫描时间过长（如Span=1GHz，RBW=1Hz时，扫描时间可能达数小时）。
3. 案例
- 场景：测试蓝牙信号（频段2.4GHz，带宽2MHz，调制方式GFSK）。
- 设置：
- RBW=10kHz（满足频率分辨率需求，同时控制扫描时间）。
- 扫描时间=50ms（自动计算，平衡速度与精度）。
- 结果：屏幕清晰显示2MHz主信号及频偏特性，噪声基底-120dBm。
三、Span与RBW的协同优化
1. 典型组合场景
| 测试目标 | Span设置 | RBW设置 | 理由 |
|---|
| 快速定位信号 | 自动或大Span（如1GHz） | 自动或大RBW（如1MHz） | 缩短扫描时间，快速捕捉信号存在性。 |
| 精确测量信号带宽 | 略大于信号带宽（如1.2×BW） | 小RBW（如信号带宽的1/10） | 避免频谱泄漏，准确测量-3dB带宽。 |
| 观测谐波/杂散 | 覆盖谐波频段（如2×主频） | 中等RBW（如10kHz） | 平衡分辨率与扫描速度，捕捉谐波位置。 |
| 测量相位噪声 | 极小Span（如10kHz） | 极小RBW（如1Hz） | 聚焦载波附近，降低噪声基底，提高测量灵敏度。 |
2. 动态调整技巧
- 分级扫描：
- 先用大Span+大RBW快速定位信号。
- 缩小Span至信号频段，调整RBW为小值进行精细测量。
- 触发扫描：
- 对脉冲信号或突发信号，启用 “Trigger” 功能，仅在信号出现时扫描，避免噪声干扰。
四、验证与校准
- 功率校准：
- 连接已知功率的信号源（如-20dBm CW信号），确认频谱仪显示功率与信号源一致（误差≤±0.5dB）。
- 频率校准：
- 输入标准频率信号（如1GHz），确认频谱仪显示频率与信号源一致（误差≤±1ppm）。
- RBW验证：
- 输入窄带信号（如1kHz CW），逐步减小RBW，观察信号频谱是否变窄（确认分辨率提升）。
五、常见问题与解决
| 问题 | 可能原因 | 解决方案 |
|---|
| 信号频谱展宽 | RBW过大或滤波器形状不佳 | 减小RBW或选择“Gaussian”滤波器（改善频谱泄漏）。 |
| 扫描时间过长 | Span过大或RBW过小 | 适当增大RBW或缩小Span，或启用“Fast Sweep”模式。 |
| 噪声基底过高 | RBW过大或输入衰减不足 | 减小RBW或增加输入衰减（如从0dB调至10dB）。 |
| 信号显示不稳定 | 触发设置不当或信号幅度波动 | 启用“Average”模式（如10次平均）或调整触发电平。 |
六、总结：设置流程
- 确定测试目标：明确需观测的信号特性（带宽、谐波、噪声等）。
- 初步设置Span：覆盖信号频段，避免过度扫描。
- 调整RBW：根据分辨率需求选择合适值，平衡噪声基底与扫描速度。
- 验证结果：通过校准信号确认设置正确性。
- 优化调整：根据实际显示效果微调Span/RBW（如发现谐波时扩大Span）。
示例场景：
- 测试5G NR信号（频段3.5GHz，带宽100MHz，子载波间隔30kHz）。
- 设置：
- Span=200MHz（覆盖主信号及邻频干扰）。
- RBW=300kHz（满足子载波分辨率需求，扫描时间50ms）。
- 结果：屏幕清晰显示100MHz主信号及30kHz子载波结构，噪声基底-130dBm。
通过系统应用上述方法，可高效设置频谱分析仪的Span和RBW，确保测试结果准确且高效。
