Перейти к содержанию

Полоса разрешения (RBW)

Две близкие по частоте несущие на анализаторе спектра то видны раздельно, то сливаются в один горб. Всё решает одна настройка — полоса разрешения, RBW.

Обновлено Редакция GAW

Полоса разрешения (RBW, resolution bandwidth) — ширина фильтра промежуточной частоты анализатора спектра, обычно по уровню −3 дБ. Каждая спектральная составляющая рисуется на экране формой этого фильтра, поэтому RBW определяет, насколько близкие по частоте сигналы прибор покажет раздельно, какой будет шумовая дорожка и сколько займёт развёртка.

Разрешение и избирательность

Keysight в записке AN150 подчёркивает, что для неравных сигналов важна не только полоса по −3 дБ, но и скат фильтра. Его описывают избирательностью — отношением полос по уровням −60 и −3 дБ; у аналоговых фильтров Keysight около 12,7:1. Ослабление на расстоянии Δf от центра для фильтра из N полюсов:

H(Δf) = −10·N·lg[(Δf/f₀)² + 1], где f₀ = RBW / (2·√(2^(1/N) − 1)).

Пример Keysight: сигналы через 4 кГц, разница 30 дБОслабление на скатеРезультат
RBW 3 кГц−14,8 дБслабый сигнал теряется под скатом
RBW 1 кГц−44,7 дБсигналы разделены

Шум и время развёртки

Шум распределён по частоте, поэтому уменьшение RBW в 10 раз опускает шумовую дорожку и отображаемый фазовый шум на 10 дБ. Цена — время: фильтр должен успеть установиться, и для аналоговых фильтров Keysight даёт оценку ST = k·Span/RBW² с k около 2–3. Полоса 1 ГГц при RBW 1 МГц и k = 2 пробегается за 2 мс, а уменьшение RBW в 10 раз удлиняет развёртку в 100 раз. Поэтому приборы связывают RBW, полосу обзора и время автоматически, а узкие RBW считают через FFT. Шум на экране дополнительно сглаживают видеофильтром.

У недорогого tinySA Basic вики указывает наименьший различимый сигнал −102 дБм при RBW 30 кГц на 30 МГц: с более узким RBW нижняя граница опускается.

Частые вопросы

Какой RBW выбрать, чтобы увидеть слабый сигнал рядом с сильным?

Не тот, что равен разности частот, а заметно уже: важна не только ширина фильтра по −3 дБ, но и скат. В примере Keysight сигналы на расстоянии 4 кГц с разницей 30 дБ фильтр RBW 3 кГц не разделяет (ослабление на скате всего 14,8 дБ), а 1 кГц разделяет (44,7 дБ).

Почему с узким RBW развёртка идёт так долго?

Фильтру нужно время на установление, и оно обратно пропорционально его полосе. Keysight даёт оценку ST = k·Span/RBW² с k около 2–3: уменьшение RBW в 3 раза удлиняет развёртку в 9 раз. Современные приборы ускоряют узкие RBW с помощью FFT.

Как RBW влияет на уровень шума?

Шум растёт с полосой: уменьшение RBW в 10 раз опускает шумовую дорожку на 10 дБ. Синусоидальный сигнал от RBW не зависит, поэтому узкая полоса поднимает его над шумом.

Источники

  1. Keysight Technologies. Spectrum Analysis Basics, Application Note 150 (5952-0292, February 11, 2026) — гл. 2, Resolving signals: разрешение — способность разделить два синусоидальных сигнала; ширину отклика задаёт самый узкий ПЧ-фильтр; избирательность — отношение полос по уровням −60 и −3 дБ, у четырёхполюсного почти гауссова фильтра Keysight около 12,7:1 (у старых пятиполюсных около 10:1); ослабление на скате H(Δf) = −10·N·lg[(Δf/f0)² + 1], f0 = RBW / (2·√(2^(1/N) − 1)); пример: сигналы 4 кГц и 30 дБ — RBW 3 кГц даёт −14,8 дБ, 1 кГц — −44,7 дБ, разрешает; уменьшение RBW в 10 раз снижает отображаемый фазовый шум и шумовую полку на 10 дБ; Sweep time: ST = k·Span/RBW², k = 2–3 для аналоговых фильтров; шаги 1–3–10, у X-Series шаг 10 %; пример: Span 1 ГГц, RBW 1 МГц, k = 2 — 2 мс; узкие RBW реализуют через FFT
  2. tinySA wiki. Specification (tinySA Basic) — наименьший различимый сигнал на 30 МГц при RBW 30 кГц — −102 дБм (низкочастотный вход), −115 дБм при RBW 30 кГц (высокочастотный)

Нашли ошибку?

Смотрите также