Динамический диапазон спектроанализатора (DANL, DR, SFDR)
Что считается и как
Динамический диапазон спектроанализатора — пространство между минимальным сигналом (выше шумов на нужное SNR) и максимальным (ниже компрессии или интермодуляции). Зависит от характеристик прибора (NF, P_1dB, IP3) и настроек (RBW, преамп, аттенюатор).
DANL — Displayed Average Noise Level (видимый уровень шумов):
−174 дБм/Гц — тепловой шум при 290 K. Уменьшение RBW в 10 раз даёт −10 дБ к DANL — главный рычаг повышения чувствительности.
NF_total с преампом (формула Friis для каскада):
При G_pre >> NF_SA (например 20 дБ при NF_SA=12 дБ) — NF_total ≈ NF_pre. Преамп почти полностью определяет шумы.
Динамические диапазоны:
- 1-tone DR = P_1dB − DANL (от шума до компрессии)
- 2-tone SFDR = (2/3) · (IP3 − DANL) (свободный от паразитных продуктов 3-го порядка)
Оптимальный уровень входа для max SFDR (точка где IM3 = шумы):
Коррекция детектора (важно для измерения шумов):
- Sample / RMS: 0 дБ — корректно для шумовых сигналов
- Average (log): −2.51 дБ — занижает шумы (известный артефакт log-усреднения)
- Peak: +1.5...+10 дБ — завышает, не подходит для шумовых измерений
Время свипа (свип-тюнерные СА):
Уменьшение RBW в 10 раз даёт ×100 ко времени свипа. Для узких RBW используйте FFT-режим (если СА поддерживает) или zero-span.
Влияние входного аттенюатора: каждый дБ аттенюации повышает DANL на 1 дБ. Уменьшайте для повышения чувствительности, но следите за P_1dB на входе СА (защита от компрессии при сильных сигналах).
Источники (проверены 2026-05-08): Keysight Application Note 1303 «Spectrum Analyzer Measurements and Noise», AN 5989-7280EN «8 Hints for Better Spectrum Analysis», Rohde & Schwarz Application Note 1MA201, IEEE Std 802.16-2017.