摘要：市面上的高帶寬功率分析儀往往采樣率并不高，只有帶寬的二分之一或更低。這真的合理嗎?能可靠采樣輸入信號(hào)嗎?這樣的采樣方法能支持高精度的電參數(shù)測(cè)量嗎?對(duì)比高采樣率采樣，這樣的采樣方法有什么好處?本文將解析這一現(xiàn)象背后的原理。

使用較低且適當(dāng)?shù)牟蓸勇蕦?duì)高頻信號(hào)進(jìn)行采樣對(duì)功率分析儀有以下意義：

1.利用等效采樣原理對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行精細(xì)采樣，使采樣后的離散信號(hào)有更好的相位分辨率;

2.不必采用高采樣率的ADC(ADC高采樣率意味著轉(zhuǎn)換位數(shù)的降低)。

與示波器等使用高于帶寬的采樣率的儀器不同(示波器需要高采樣率保證還原波形的線條)，功率分析儀使用低于帶寬的采樣率也能夠保證測(cè)量結(jié)果的精度與穩(wěn)定度。

對(duì)于高頻信號(hào)，從采樣的角度看，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度與穩(wěn)定度關(guān)鍵在于：1.采集信號(hào)的相位均勻度及相位覆蓋密度;2.各相位的樣本數(shù)的均衡度;3.采樣點(diǎn)數(shù)量足夠。測(cè)量高頻信號(hào)時(shí)，1、2兩點(diǎn)更為重要，必須保證這兩點(diǎn)，第3點(diǎn)在采樣率低于帶寬時(shí)也能夠滿足。

圖 1

可以看到，等效采樣方法在輸入信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)僅采樣一個(gè)點(diǎn)且每個(gè)周期采樣的相位有遞增關(guān)系(圖1中△t)，調(diào)整這個(gè)遞增相位可以達(dá)到調(diào)整相位分辨率的目的。

另外，為保證高精度采樣，功率分析儀通常會(huì)采用更高轉(zhuǎn)換位數(shù)的ADC而不是更高采樣率的ADC，采樣精度是高精度測(cè)量非常重要的基礎(chǔ)。因?yàn)楦咚俚腁DC往往在其他特性上并不理想，如轉(zhuǎn)換位數(shù)、信噪比等。采用等效采樣的方法，功率分析儀就可以不必為了測(cè)量高頻信號(hào)而犧牲精度采用高速ADC。

功率分析儀對(duì)于高頻信號(hào)采用等效采樣法保證上述要點(diǎn)，因此，即使采樣率低于帶寬，也能對(duì)高頻信號(hào)準(zhǔn)確測(cè)量。