頻譜分析儀-172dBm/Hz的顯示平均噪聲電平（DANL）靈敏度，與理論熱噪聲極限-174dBm僅差2dB，現(xiàn)代頻譜儀到底采用了什么樣的黑科技？

通常講的測(cè)試靈敏度指的是可以測(cè)試的最小信號(hào)，一般比儀器本底噪聲大4～5dB，也就是說(shuō)測(cè)試靈敏度主要由本底噪聲決定。在測(cè)試小信號(hào)時(shí)，如果頻譜儀的本底噪聲高，小信號(hào)就會(huì)掩埋在一片本底噪聲之中，無(wú)法觀測(cè)到。此時(shí)頻譜儀的測(cè)試靈敏度就變得十分重要了。

對(duì)于儀器儀表來(lái)說(shuō)，被測(cè)微弱信號(hào)可以認(rèn)為是接近儀器本底噪聲或低于本底噪聲的信號(hào)。多數(shù)頻譜儀用戶都知道，測(cè)量高出頻譜儀顯示平均噪聲電平20dB以內(nèi)的信號(hào)都會(huì)受儀器本底噪聲的影響，而使得測(cè)量結(jié)果變差。

頻譜儀測(cè)量的結(jié)果是RF輸入信號(hào)頻譜和儀器噪聲頻譜的疊加，是不是可以將頻譜儀本底噪聲測(cè)量出來(lái)，然后從頻譜儀每次測(cè)量結(jié)果中刪減掉本底噪聲呢？

本底噪聲擴(kuò)展技術(shù)是一種利用已知的儀器的本底噪聲提高測(cè)量精度的校正算法，就是一種將前端的本底噪聲減掉，只分析和顯示輸入信號(hào)的功率電平的測(cè)量方法，不僅可以提高測(cè)量精度，也可以擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍。

假設(shè)沒(méi)有信號(hào)輸入時(shí)(N)儀器顯示功率電平是-90dBm，當(dāng)輸入被測(cè)信號(hào)時(shí)(S+N)儀器顯示功率電平是-87 dBm，假設(shè)信號(hào)不相關(guān)時(shí)，N是初始測(cè)量結(jié)果，S+N第二次測(cè)量結(jié)果，那么被測(cè)信號(hào)(S)的準(zhǔn)確功率值是多少？

已知：N = -90dBm  = 10-9mW；

S+N = -87dBm = 2×10-9mW；

得出：S  = 10-9mW = -90dBm；

假設(shè)輸入被測(cè)信號(hào)時(shí)，顯示功率電平是-89dBm，即

S+N = -89dBm = 1.259×10-9mW；

則 S= 0.259×10-9mW = -95.87dBm；

可以看出，被測(cè)信號(hào)的功率比儀器的本底噪聲功率還要低將近-6dBm，這似乎是不可能，但確實(shí)是基于能量守恒定律計(jì)算得出的。下圖是噪聲修正功能關(guān)閉時(shí)鄰道功率測(cè)量結(jié)果。

圖1 未使用噪聲修正功能時(shí)鄰道功率測(cè)量結(jié)果

頻譜儀噪聲修正功能：第一步，按下頻譜儀前面板的【測(cè)量設(shè)置】按鍵；第二步，找到【測(cè)量設(shè)置】軟菜單中的[噪聲修正 開(kāi) 關(guān)]，保證噪聲修正處于開(kāi)狀態(tài)。此時(shí)，頻譜儀會(huì)自動(dòng)測(cè)量當(dāng)前儀器的本底噪聲。耐心等待測(cè)量結(jié)果即可。圖2是噪聲修正功能開(kāi)啟時(shí)鄰道功率測(cè)量結(jié)果。

圖2  噪聲修正功能開(kāi)啟時(shí)鄰道功率測(cè)量結(jié)果

使用噪聲修正功能測(cè)量類噪聲信號(hào)是非常有效的，尤其是針對(duì)小功率信號(hào)，可以將信道功率和鄰道功率測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展近10dB。