スペクトラムアナライザのＢＷについて

質問

高周波の測定に使うスペクトラムアナライザ（ＳＡ）の特性について質問します。

(1)スペクトラムアナライザのバンドワイド（ＢＷ）を狭めると、一般的に、ノイズレベルが下がり、Sweep Timeが遅くなります。この理由をできるだけ具体的に教えてください。
(2)ＳＡの構造について勉強するためのお勧めの文献があれば教えていただきたく。

なお、当方はかけだしの高周波エンジニアです。

回答No.1

tadys · ベストアンサー

＞具体的に教えてください。
具体的にというのは、あなたがどれだけ基礎的な事を知っているかに依存するので難しいんですよ。

それはさておき、
ノイズというものはきわめて主観的なものであって、ある人にとってはノイズであっても他の人にとっては信号になることが有ります。
電車の中のヘッドフォンの音漏れなどがいい例です。

ここでいうノイズはいわゆるホワイトノイズでしょう。
ホワイトノイズは全ての周波数で一様に分布しているノイズです。
その為、通過する帯域が半分になればそこに含まれるノイズのエネルギーは半分になります。

Sweep Timeが遅くなるのは、帯域が狭いフィルターは信号が通過するのに時間がかかるからです。
Sweep Timeが速いと信号が通過しないうちに受信周波数が移ってしまうので正確な振幅を得ることができません。
なぜ帯域が狭いフィルターは信号が通過するのに時間がかかるからというと、
帯域が狭いフィルターを通過した信号は狭い周波数範囲の信号だけを含みますが、そのような信号の持続時間は長いものになります。
その持続時間中の全ての信号がそろって初めて元の信号を再現できることになります。
信号の一部分を切り取るとスペクトラムが広がってしまいます。
このことは、持続時間の長さが異なる信号をフーリエ変換してみれば分かります。
もう少し詳しいことを知りたければ「窓関数」で検索してください。

＞ＳＡの構造について勉強するためのお勧めの文献があれば教えていただきたく。
旧来のスペアナでしたら下記がいいです。
このタイプのスペアナは基本的にラジオ受信機と同じです。
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5988-6965JA.pdf
このタイプのスペアナは携帯電話の電波の解析などには不向きなので、最近は「リアルタイムスペアナ」と呼ばれるものが使用されます。
こちらは信号をフーリエ変換することで表示をします。
下記URLから資料をダウンロードするといいでしょう。
http://www.tek.com/ja/learning/spectrum-analyzer-tutorial/

お礼

ご回答ありがとうございます。なるほど、ホワイトノイズのエネルギーが減るのですね。よくわかりました。Sweep TImeについては少し難しかったので、別途勉強します。