Happiness of Research

一般在使用頻譜分析儀時，

我們常常會去調整儀器中的Resolution Bandwidth (RBW) 和 Video Bandwidth (VBW)，

將這兩個頻寬調小時似乎都能讓頻譜的雜訊更低及更穩定，

使得我們更容易在頻譜上讀取功率相當小(接近Noise Floor)的訊號。

而我們調整的這些bandwidth到底代表甚麼意義，

以下做一點簡單的說明。

上圖是一個超級簡易的頻譜分析儀架構圖，

其中關鍵的元件大致都列出來了，

順著訊號的路徑第一個會遇到的是一個衰減器，

這是我們通常用來調整Amplitude Level用的，

接著是一個濾波器然後降頻到頻譜分析儀的檢波器(Power Detector)可以處理的頻率範圍，

其中用來降頻的LO訊號是由一個Sweep Generator控制，

其將就使用者所觀測的頻率範圍，

不停地掃描相對應所需頻率，

並且針對每次掃描相對應之觀測頻率做一次功率積分，並且顯示在螢幕上，

在進入檢波器之前，會先經過一個Resolution Filter，

Resolution Filter是一個帶通濾波器 (Bandpass Filter)，

此時的所濾波的訊號，仍然還是一個高頻的訊號。

將這個濾波器的頻寬調小，可以有效降低量測到的Noise Floor，

因為在進檢波器之前，頻寬較小的Resolution Filter使得能通過的雜訊就變少了(頻帶外的都被濾除掉了)。

我們調整的這個濾波器頻寬，就是Resolution Bandwidth (RBW)。

而在檢波器之後(經過檢波器的訊號應為一個dc位準)，

會經過一個Video Filter。

Video Filter是一個低通濾波器 (Lowpass Filter)，

其功用是將高頻的雜訊濾除，讓dc訊號能夠更純淨。

這個dc位準將會用來轉換成頻譜分析儀螢幕上顯示功率之大小。

因此，令此dc訊號較純淨可以減少功率顯示時的抖動。

用上圖這個簡單的例子來說，假設今天我們量測時，

頻譜分析儀螢幕上的Noise Floor為-80 dBm伴隨著正負10 dB的抖動(黑線)。

只調小RBW可能會將-80 dBm的Noise Floor降到-100。

只調小VBW可能會將正負10的抖動改變成正負5的抖動。

上圖的紅線是只有調小RBW的結果。

(將RBW調小100倍(20 dB)，照理來說Noise Floor也要降100被(20 dB)。)

粉紅線是只有調小VBW的結果。

藍線則是RBW和VBW都調小的結果。