在幾乎所有數字RF應用中，一個不可逆轉的發展趨勢是越來越多地使用寬帶信號。越來越多的數據正以越來越快的速度傳送，只有寬帶信號才能滿足需求。
    對RF工程師來說，這意味著測試測量工具必須能夠象窄帶信號一樣有效測量寬帶信號。但直到現在，由于缺少帶有預選濾波器的頻譜儀，不能在沒有明顯失真的情況下處理當前寬帶信號，這使得測量寬度超過40 MHz的信號一直是一個挑戰。

頻譜儀為什么要采用預選技術
    在考察泰克最新推出的RSA6120A實時頻譜儀怎樣解決這個問題前，讓我們先看一下預選技術的重要意義。

    自E.H. Armstrong在1918年發明超外差技術以來，包括頻譜儀的所有類型的無線接收機都采用相同的信號下變頻方法。盡管這種架構擁有眾所周知的優勢，但它有一個缺點，即會同時打開大量的頻譜窗口。這意味著在這些窗口出現的信號會在頻譜儀中轉換，使所需的信號失真。此外，采用諧波混頻技術的頻譜儀會生成大量的假信號，這些信號出現在儀器顯示屏上，很難或不可能把真信號與假信號區分開來。

    對這個問題，在頻譜儀中，最常用的解決方案是使用可調諧預選濾波器，從本振諧波中去掉不想要的混頻器圖像和響應。在微波頻率上，傳統頻譜儀中的預選濾波器基于釔鐵榴石(YIG)技術。磁場內部控制的YIG球體動作會產生從頻譜儀信號路徑中去掉不想要的圖像和響應所需的濾波通帶諧振。對窄帶信號，YIG濾波器也很有效，如下圖所示。

    左面的屏幕截圖表示單個信號，在去掉YIG預選濾波器時，傳統頻譜儀可以在微波頻率范圍內表示這個信號。右面恢復了預選濾波器，顯示了關心的單個信號。

YIG濾波器 – 僅窄帶
    如圖所示，YIG預選濾波器在特定參數范圍內有效，對儀器制造商來說，其優點是實現起來相對簡便、成本低。但對用戶來說，YIG擁有許多重大局限性和問題。

    首先，YIG預選濾波器本身是窄帶設備，在濾波通帶中有著明顯的相位變化，在信號接近濾波器邊緣時會變得更糟。因此，在測量寬度在40 MHz以上的信號時，必須繞過YIG預選器。

    但問題還不止于此。即使在試圖通過校準來校正這些不一致性時，調諧機制本身仍會使這些校準失效。調諧通過改變施加在YIG晶體上的磁場實現。當這個磁場調諧到不同的頻率，然后再調回到第一個磁場時，磁結構中的磁滯效應會導致其不能恢復到以前使用的精確頻率。

    在每次調諧變化時，這都會導致相位校準不一致。如果這還不夠，在大的頻段中掃描調諧時，掃描通過通帶的幅度和相位會有小的不一致性。此外，小的不一致性會在一定程度上以不可預測的方式隨溫度變化。

    由于存在這些局限性，傳統頻譜儀采用的解決方案是在測量寬帶信號時簡單地繞過YIG預選濾波器。如果我們在新墨西哥羅斯威爾帶屏蔽的飛機棚中進行測量，那么這種方法可能會很好。但在實際環境中，在被測信號鄰近區域，幾乎總是存在多個信號。

    還應該指出的是，預選技術還有另一個重要功能：隔離內部信號，防止信號從RF連接器中輻射出去。更具體一點，預選功能防止內部本振(LO)從前面板連接器中泄漏出去。這一能量可能會損壞被測設備，在轉換操作中，會披露操作人員的位置。

一種較好的預選濾波器
    很明顯，使用預選濾波器至關重要，YIG濾波器缺少在實際環境中準確測量寬帶信號所需的功能。在RSA6120A中，泰克采用了一種不同的方法，第一次滿足了不斷增長的采用帶預選功能的微波頻譜儀測量寬帶信號的需求。這通過使用交換式濾波預選器實現。

    通過采用交換式濾波預選器技術，RSA6120可以評估寬度高達110 MHz的多種信號。交換式濾波預選器確實引入了幅度和相位誤差，但與YIG濾波器相比，關鍵差異是這些誤差在時間和溫度變化時是穩定的。因此，可以在軟件中檢定和校正這些誤差。對寬帶信號，可以使用這類預選器，而根本不需要校準，因為它已經被全面校正。此外，由于RSA6120A一直是預選的，因此幾乎消除了本振到RF放射。

    前面提到，在實際環境中，在被測信號相鄰區域通常存在多個信號。在下面所示的QPSK寬帶實例中，在頻譜窗口內存在第二個信號，導致左面的傳統頻譜儀同時轉換兩個信號，進而阻礙其解調預計的信號。RSA6120A預選濾波器可以抑制這個信號及可能干擾分析關心信號的所有其它頻譜窗口。其結果，得到右面所示的準確的誤差矢量幅度(EVM)指標。

放射本振輻射

    我們還有必要考察一下與繞過預選功能的頻譜儀相比，RSA6120的交換式濾波預選功能怎樣有效地減少放射本振輻射。在下面的實例中，我們使用擁有DPX顯示技術的泰克頻譜儀，把左面的傳統頻譜儀與RSA6120進行對比。上面的藍色頻段表明本振放射。如這里所示，左面的頻譜儀實際上變成一條RF波束。RSA6120A可以顯示最小的本振饋送放射，對被測設備幾乎沒有影響，使用掃描接收機很難檢測到。■