频谱分析仪维修中最容易被误判的故障：本底噪声升高就是硬件坏了吗?

频谱分析仪的灵敏度由本底噪声决定。在使用几年后很多用户发现仪器的本底噪声比以前高了第一反应是硬件老化需要频谱分析仪维修。但本底噪声升高不一定等于硬件故障。本底噪声的构成频谱仪的本底噪声由两部分组成前端低噪声放大器的热噪声以及ADC量化噪声。热噪声功率与温度和带宽成正比公式为-174dBm/Hz 噪声系数 10log(带宽)。在室温下-174dBm/Hz是物理定律决定的绝对下限噪声系数取决于前端硬件通常10-30dB不等。分辨率带宽每增加10倍本底噪声升高10dB。比如1kHz RBW下本底是-110dBm10kHz RBW下就是-100dBm。这不是噪声真的变高了而是等效噪声带宽变宽了。前置放大器的影响打开内部前置放大器后本底噪声会明显下降。前置放大器的作用是提升信号幅度让信号远高于后端电路的噪声从而改善系统噪声系数。但前置放大器本身也有增益和噪声如果前置放大器性能退化本底噪声反而不降反升。这确实属于需要频谱分析仪维修的硬件问题。判断方法是比较开启和关闭前置放大器时的本底噪声。正常情况下开了前放本底应该明显降低。如果降幅很小甚至不降反升前放可能已老化。输入衰减器的影响输入衰减器设置对本底噪声有直接影响。衰减器每增加10dB频谱仪内部放大器的增益就相应减少10dB以保持显示电平不变但信噪比也恶化10dB。很多用户为了看大信号把衰减器设得很高然后抱怨本底噪声太高这是设置问题而非硬件故障。建议测微弱信号时衰减器设为0dB同时外接限幅器保护输入端。什么时候需要维修在0dB衰减、最小RBW、关闭前放、输入端接50Ω负载的条件下如果本底噪声比出厂指标高了6dB以上且多个频段一致有可能是前端低噪声放大器老化。这种硬件退化需要频谱分析仪维修通常涉及更换前端模块。——北光恒电