Хм.... а в каком именно "хорошем" такая погрешность? В нашем лучшем FSW не лучше всего лишь ±0.27 dB от 0.01 до 3.6GHz

Тау правильно заострил вопрос - почему спектр в спектроанализаторе соответствует действующему значению напряжения, а не амплитудному? Я не знаю. И я работаю именно с осциллографами, которые вычисляют БПФ.

На мой взгляд, это не верно.

Спектральная функция типичного окна представляет собой узкий лепесток с максимумом на нулевой частоте и низким уровнем боковых лепестков на частотах больших половины ширины основного лепестка. Максимальное значение K_w(0) спектральной функции окна на нулевой частоте известно заранее и от свойств анализируемого сигнала никак не зависит. Спектр вещественной синусоиды умноженной на оконную функцию представляет собой сумму двух спектральных функций окна сдвинутых на +/- частоту этой синусоиды: K_sin(w) = A_sin* [K_w(w+w_sin)/2 + K_w(w-w_sin)/2]. Амплидуда обоих пиков в полученном спектре будет равна амплитуде синусоиды A_sin умноженной на половину амплитуды исходной спектральной функции окна: K_sin(max) = A_sin* K_w(0)/2. Нормировав весь спектр БПФ к амплитуде спектральной функции окна на нулевой частоте, мы получим реальное значение амплитуды синусоиды A_sin и без всяких потерь.

Кроме того, поскольку операция преобразования Фурье является линейной операцией, спектр суммы двух гармоник с разными частотами w₁ и w₂ представляет собой сумму спектров обеих гармоник. И поскольку оба спектра нормируются с помощью одного и того же множителя K_w(0)/2, соотношение между амплитудами обоих пиков в области положительных частот (как, впрочем, и отрицательных) сохранится. Так будет всегда, пока разность частот между двумя гармониками больше ширины главного лепестка спектральной функции окна, то есть, пока эта разность частот превышает разрешающую способность спектроанализатора.


На мой взгляд, это тоже не верно.

Если частота несущей гармоники превышает половину ширины основного лепестка спектральной функции окна, влиянием комплексно сопряженной половины спектра вещественной синусоиды можно пренебречь, так как её вклад в спектр на положительных частотах будет определяться уровнем боковых лепестков спектральной функции окна, то есть, заведомо мал.

Низкий уровень боковых лепестков - это сколько? Если посмотреть на кучу окон, то там есть лепестки - мама не горюй.
Я вчера на осциллографе Агилент посмотрел спектр 1 кГц. Так основная палка прыгала, в зависимости от выбранного окна и от количества периодов сигнала, на пару децибел.

А еще есть гребешковые искажения.

Вы писали, что:

Даже если представить себе, что уровень боковых лепестков равен -20 дБ от основного, их вклад в основной лепесток составит:

K_err = 20*lg(1 + 0.1) = 0.83 дБ

Как видим, "несколькими децибелами" тут и не пахнет..

PS. Ну и "ценность" спектроанализатора с динамическим диапазоном 20 дБ весьма сомнительна.

А почему не написали 10 дБ? ;-) 8 разрядов - это 48 дБ.

Как я вижу. Оконные функции служат для того, чтобы ослабить ошибки, возникающие из-за того, что в окно попадает не целое число периодов сигнала. Любое окно на краях сходит к нулю. И если в окно попадает один период, то он исказится (ослабится) сильнее, чем если в окно попадает 100 периодов. Т. е. АЧХ у окна неравномерная. Если потерю общего к-та передачи можно скомпенсировать, то АЧХ - сложнее.

Факт - Агилент показал уровень ниже ожидаемого на пару децибел. Не на 6, как было бы для мощности, но и не 0.

Не вопрос!

K_err = 20*lg(1 + 1/256) = 0.034 дБ

Не ответ.

Ну, влияние шума! Очевидно же!

Окна с узким основным лепестком имеют, при прочих равных, более высокий уровень боковых лепестков. При вычислении спектра через эти боковые лепестки пролазит больший уровень шума. Прыгает ведь не только амплитуда основной гармоники, но и уровень шума на всех остальных частотах в спектре.

Если взять сигнал с уровнем шума меньше ДД спектроанализатора, то при смене окна ничего прыгать не будет.

Нет, не шума. Палка стоит неизменно. Меняется при выборе типа окна. К тому же, включил режим усреднения.

да перегрел немного, у N9030A это 0.14 dB



потому что анализатор спектра предназначен для измерения параметров спектра сигнала (частотная область), а не формы сигнала, в отличии от осциллографа (временная область)
у спектральных составляющие не такого понятия как "амплитуда", есть понятие "уровень"
возьмете импульсный сигнал (со скважностью 50%) для его целостной формы сигнала вы можете применить понятие "амплитуда" или "размах" или "СКЗ", но при разложении этого сигнала на спектр, но одна из гармоник не будет соответствовать его амплитуде и каждая из гармоник будет иметь свой "уровень"


это приспособленная функция
выбором окна вы может точно измерять частоту и плохо уровень; или точно измерять уровень и плохо частоту; или так себе уровень и так себе частоту
анализатор спектра точно измеряет и уровень и частоту

Сообщение отредактировал AlDed - May 8 2018, 06:45

Вот когда я выбирал, считал так (гарантированные значения, не типовые):

Total absolute amplitude accuracy At all frequencies ± (0.24 dB + frequency response)

Frequency response 20 MHz to 3.6 GHz ± 0.35 dB

Итого ± 0.59 dB

Где-то ошибся ?

Однако, гармоники синусоидальные, и к ним можно применить понятие амплитуды. Просто этого, почему-то не делают. И ладно бы, я ничего против не имею, пусть отображает уровень, который на самом деле есть СКЗ, но зачем тогда повсюду упоминать слово "амплитуда"? Оно просто везде, во всех документах, статьях и даже на самом приборе. Это как бы сбивает с толку, особенно поначалу.

Всё-таки пазл до конца не сложился пока. Поставил я 50 Ом на генераторе, получил 97 дБмкв, но измерение осциллографом (одновременно с анализатором с помощью тройника на кабеле) показывает, что с генератора идёт больше, чем 200 мВ п-п. Почему?

Вот так выглядит в MATLAB'е спектр суммы двух синусоид одинаковой амплитуды, но с разными частотами: 1013 Гц и 1031 Гц:
[attachment=112398:ChebWin1013Hz.jpg]
[attachment=112399:ChebWin1031Hz.jpg]

Частота дискретизации: 10 кГц, число точек в БПФ: 16384.

Видно, что ошибка измерения амплитуды каждой синусоиды не превышает 0,6 дБ для самого узкого окна.

возьмите описание типа СИ и пользуйтесь им

изначальная погрешность - это погрешность измерения уровня на 50 МГц
есть погрешность измерения уровня 50 МГц от изменения значения аттенюатора
есть неравномерность АЧХ
вы правильно сложили две составляющие, не забывайте про третью

Сообщение отредактировал AlDed - May 8 2018, 11:23