为什么测不到微弱信号？是德科技频谱仪显示平均噪声DANL
发布时间: 2026-10-21 11:21:51 浏览数:
一、什么是 DANL?
DANL是室温自然界热噪声KTB(-174dBm/Hz)与仪器自身噪声的叠加，仪器自身噪声大多来自中频放大器第一级。
KTB = -174 dBm/Hz
K= 玻尔兹曼常数(1.38e-23 J/K)
T= 温度(290K=17°C)
B= 噪声带宽(Hz)
减小输入衰减；减小RBW/VBW；使用前置放大器；本地噪声扩展
灵敏度的判定：
当ATT=0、RBW=1Hz时，DANL即为灵敏度，代表频谱仪可测试的最小信号。
当信号电平等于 DANL，信号会以约2.2dB突起高于噪声电平，视为最小可测量信号电平该现象需要视频滤波器做噪声平均才能观测。
若外部输入电平低于仪器内部噪声，外部信号无法被显现。
原理：
改善方式:在满足测量前提下，使用尽可能小的输入衰减
注意：0dB输入衰减会降低前端保护、增大输入驻波比，会注意降低测量精度，易产生失真，压缩动态范围。
原因：中频（IF）增益同时增加10dB来补偿这个损失，使仪表显示的输入信号幅度保持不变。
DANL 变化(dB)=1010g(RBW2/RBW1)
仪器噪声为宽频恒定的随机噪声，通过中频滤波器的噪声总功率由RBW 带宽决定--带宽越大，通过的噪声能量越多。
③视频滤波器VBW 不改变 DANL
VBW 是检波后的低通滤波器，不会改变 DANL、不改善灵敏度。
作用:平均平滑噪声轨迹的抖动起伏，不改变恒定信号幅度;提升低信噪比条件下的信号辨识度与测量可重复性，让低电平信号更容易分辨。
④本底噪声扩展 &前置放大器 &低噪声路径
对频谱仪自身噪声功率建模，从测量结果中扣除仪器噪声功率，降低有效噪声电平、改善动态范围。
可用于信号功率、杂散、ACPR、相位噪声等测量;不能提升解调、时域矢量分析性能。
斜波的本底噪声扩展图
三、降低 DANL·提升灵敏度
·减小输入衰减：满足测量前提下用最小衰减
核心定义：
DANL是频谱仪核心指标，代表频谱仪输出噪声，体现仪器弱信号检测能力即频谱仪的灵敏度。
DANL是频谱仪核心指标，代表频谱仪输出噪声，体现仪器弱信号检测能力即频谱仪的灵敏度。
DANL是室温自然界热噪声KTB(-174dBm/Hz)与仪器自身噪声的叠加，仪器自身噪声大多来自中频放大器第一级。
KTB = -174 dBm/Hz
K= 玻尔兹曼常数(1.38e-23 J/K)
T= 温度(290K=17°C)
B= 噪声带宽(Hz)
减小输入衰减；减小RBW/VBW；使用前置放大器；本地噪声扩展
DANL的本质：
·DANL不等同于射频输入端实际输入噪声电平，而是输入端噪声+仪器内部多级噪声在对应平均方式、分辨率带宽下的显示电平。
·频谱仪所有测量均为真实输入信号叠加仪器内部噪声的结果。
当ATT=0、RBW=1Hz时，DANL即为灵敏度，代表频谱仪可测试的最小信号。
当信号电平等于 DANL，信号会以约2.2dB突起高于噪声电平，视为最小可测量信号电平该现象需要视频滤波器做噪声平均才能观测。
若外部输入电平低于仪器内部噪声，外部信号无法被显现。
二、影响 DANL 的关键因素
①输入衰减 ATT +10dB- DANL +10dB
衰减量每增加10dB，DANL升高10dB
原理：
衰减降低送往检波器的信号，仪器同步增加10dB中频增益补偿，保证显示信号幅度不变;但仪器内部噪声被同步放大，造成本底噪声抬升。
输入衰减本身不改变内部噪声电平，但降低混频器输入信号电平，会劣化信噪比。
输入衰减本身不改变内部噪声电平，但降低混频器输入信号电平，会劣化信噪比。
改善方式:在满足测量前提下，使用尽可能小的输入衰减
注意：0dB输入衰减会降低前端保护、增大输入驻波比，会注意降低测量精度，易产生失真，压缩动态范围。
原因：中频（IF）增益同时增加10dB来补偿这个损失，使仪表显示的输入信号幅度保持不变。
②分辨率带宽RBW RBW x10-DANL +10dB
DANL 变化(dB)=1010g(RBW2/RBW1)
仪器噪声为宽频恒定的随机噪声，通过中频滤波器的噪声总功率由RBW 带宽决定--带宽越大，通过的噪声能量越多。
·改善方式:减小RBW，降低噪声积分带宽一DANL下降，信噪比提升
·最小RBW可获得最佳灵敏度
原因：分析仪产生的噪声都是随机且在宽频率保持恒定幅度，所以通过中频分辨率总噪声功率由滤波器的带宽决定并最后显示出来。
原因：分析仪产生的噪声都是随机且在宽频率保持恒定幅度，所以通过中频分辨率总噪声功率由滤波器的带宽决定并最后显示出来。
VBW 是检波后的低通滤波器，不会改变 DANL、不改善灵敏度。
作用:平均平滑噪声轨迹的抖动起伏，不改变恒定信号幅度;提升低信噪比条件下的信号辨识度与测量可重复性，让低电平信号更容易分辨。
④本底噪声扩展 &前置放大器 &低噪声路径
本底噪声扩展NFE：
对频谱仪自身噪声功率建模，从测量结果中扣除仪器噪声功率，降低有效噪声电平、改善动态范围。
可用于信号功率、杂散、ACPR、相位噪声等测量;不能提升解调、时域矢量分析性能。
斜波的本底噪声扩展图
汇总以上因素，可通过以下四种手段降低 DANL:
·减小输入衰减：满足测量前提下用最小衰减
·开启前置放大器：本底噪声可达-172dBm
·减小RBW/VBW：降低噪声积分带宽
·启用本底噪声扩展：NFE建模扣除仪器噪声