什么是VBW？为什么降低VBW不会降低频谱仪的底噪呢？
开始研习频谱仪原理的时候，曾经有过这样的疑惑“为什么降低vbw不会降低底噪”。其实能否想清楚这个问题并不会影响使用频谱仪，大家只要记住“降低vbw可以平滑迹线”这样的结论即可。但是本着“知其然，知其所以然”的原则，作者还是深入思考了这个问题，有些心得体会。俗话说，好记性不如烂笔头，这里还是写下来，以便日后翻阅。
什么是vbw？什么是video filter？video filter处于频谱仪中哪个位置，其滤波对象是什么？
搞清楚这三个问题，基本就明白了其中的原委。
vbw是video bandwidth的缩写，是指video filter的3db带宽。传统的频谱仪采用的是模拟if处理技术，rf输入信号经下变频至末级if，经过rbw filter之后，再采用包络检波器直接提取if信号包络。包络信号一般频率很低，所以通常称为视频信号。video filter为低通滤波器(lpf)，位于包络检波器之后，专门对包络信号作滤波处理，图1给出了传统频谱仪的架构示意图。
图1 传统频谱仪架构
在不改变rbw的情况下，降低vbw对频谱测试有什么影响呢？
假如频谱仪端接50 ohm负载，当前频谱仪显示的是自身的底噪声，video filter位于包络检波器之后，滤波的对象是底噪声的包络信号，包络信号并不具有噪声那么大的带宽，而是带宽很小的视频信号。
此外，宽带噪声的包络信号的幅度起伏也没有噪声幅度起伏那么大。这意味着单纯地看该包络信号的频谱是非常平坦的，属于类白噪声功率谱。但是，宽带噪声无处不在，即使包络信号也不能幸免。当降低vbw时，会滤除部分叠加在包络信号上的宽带噪声，所以底噪迹线越来越平滑。通常不会将vbw设置得太小，当vbw大于包络信号带宽时，并没有滤除包络信号，所以显示的底噪声基本不变。
图2 频谱仪底噪声if频谱(左图，取决于rbw)及包络信号频谱(右图)
那么，是不是任意降低vbw，都不会降低频谱仪底噪声呢？
其实这么讲是不合理的，因为宽带噪声的包络信号有一定的带宽，如果vbw小于包络信号的带宽，则显示的底噪声势必会降低。
与传统频谱仪不同，现代频谱仪采用数字if处理技术，末级if直接经过adc采样，然后经过数字下变频得到数字iq信号。采用数字if处理的好处在于，可以保留信号的相位信息，从而可以作信号解调分析，这是模拟if处理所不及的。
对数字i和q信号取均方根值，即为信号的包络，然后再经过video filter滤波处理，虽然为数字滤波器，但是其作用是与传统频谱仪的video filter类似的，此处不再赘述。
图3 数字if处理技术架构示意图
结论：通常所说的“降低vbw只会平滑迹线而不会降低底噪”是有条件的，只有在vbw大于宽带噪声的包络信号带宽时，这才是成立的。
那么测试频谱时，应该怎样设置vbw呢？
信号类型不同，vbw的设置也是不同的。
对于cw信号，因其包络信号就是dc，所以任意降低vbw都不会影响信号电平测试。需要说明的是，较低的vbw虽然可以平滑迹线，改善测试精度，但是会造成测试速度的降低。
图4 降低vbw平滑了测试结果
对于射频脉冲信号，由于其包络为基带脉冲信号，具有很宽的频谱，所以为了保证测试精度，vbw不能设置得低于rbw，建议vbw=10*rbw。
对于宽带噪声或者类噪声信号，比如宽带数字调制信号，为了保证电平测试精度，一般建议vbw=0.1*rbw。
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假如频谱仪端接50 ohm负载，当前频谱仪显示的是自身的底噪声，video filter位于包络检波器之后，滤波的对象是底噪声的包络信号，包络信号并不具有噪声那么大的带宽，而是带宽很小的视频信号。
此外，宽带噪声的包络信号的幅度起伏也没有噪声幅度起伏那么大。这意味着单纯地看该包络信号的频谱是非常平坦的，属于类白噪声功率谱。但是，宽带噪声无处不在，即使包络信号也不能幸免。当降低vbw时，会滤除部分叠加在包络信号上的宽带噪声，所以底噪迹线越来越平滑。通常不会将vbw设置得太小，当vbw大于包络信号带宽时，并没有滤除包络信号，所以显示的底噪声基本不变。
图2 频谱仪底噪声if频谱(左图，取决于rbw)及包络信号频谱(右图)
那么，是不是任意降低vbw，都不会降低频谱仪底噪声呢？
其实这么讲是不合理的，因为宽带噪声的包络信号有一定的带宽，如果vbw小于包络信号的带宽，则显示的底噪声势必会降低。
与传统频谱仪不同，现代频谱仪采用数字if处理技术，末级if直接经过adc采样，然后经过数字下变频得到数字iq信号。采用数字if处理的好处在于，可以保留信号的相位信息，从而可以作信号解调分析，这是模拟if处理所不及的。
对数字i和q信号取均方根值，即为信号的包络，然后再经过video filter滤波处理，虽然为数字滤波器，但是其作用是与传统频谱仪的video filter类似的，此处不再赘述。
图3 数字if处理技术架构示意图
结论：通常所说的“降低vbw只会平滑迹线而不会降低底噪”是有条件的，只有在vbw大于宽带噪声的包络信号带宽时，这才是成立的。
那么测试频谱时，应该怎样设置vbw呢？
信号类型不同，vbw的设置也是不同的。
对于cw信号，因其包络信号就是dc，所以任意降低vbw都不会影响信号电平测试。需要说明的是，较低的vbw虽然可以平滑迹线，改善测试精度，但是会造成测试速度的降低。
图4 降低vbw平滑了测试结果
对于射频脉冲信号，由于其包络为基带脉冲信号，具有很宽的频谱，所以为了保证测试精度，vbw不能设置得低于rbw，建议vbw=10*rbw。
对于宽带噪声或者类噪声信号，比如宽带数字调制信号，为了保证电平测试精度，一般建议vbw=0.1*rbw。
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