當你的頻譜分析儀沒有跟蹤信號源時，可以使用一款低成本噪聲信號源來對射頻器件進行特性測試。本文將介紹具體方法。

低成本頻譜分析儀通常不帶跟蹤信號源，也就沒有能跟隨分析儀掃頻的信號源。缺少跟蹤信號源會讓部分測量難以進行。不過，你可以使用低成本噪聲信號源來測試濾波器、放大器及同軸電纜損耗。實際上，它們可以作為標量網絡分析儀使用（無相位信息）。

本文將介紹如何用噪聲源替代跟蹤信號源。

圖 1 是一款典型的寬帶噪聲源模塊。可在亞馬遜購買 [1]，這款寬帶噪聲源能產生從近直流到 2 GHz 的寬頻段射頻信號。模塊設計為 12 V 供電，但我實測 5 V 也能正常工作。我注意到放大器發熱比較明顯。

噪聲源模塊

圖 1. 該模塊可產生寬帶射頻噪聲（圖片來源：肯尼斯?懷亞特）

噪聲由齊納二極管或肖特基二極管加偏置產生，形成低電平寬帶噪聲。模塊將該噪聲電壓經過三級寬帶放大器放大，最終接入 50 Ω 匹配網絡。在圖 1 中，噪聲二極管位于模塊左下角，三級放大器位于二極管與右側射頻輸出端口之間。

由于噪聲具有隨機性，很難在示波器上穩定捕獲噪聲電壓波形。不過我成功觸發捕獲到一個上升沿約 500 ps 的周期。我使用的是羅德與施瓦茨 MXO38 示波器（8 通道、12 位、1 GHz 帶寬），頻譜圖顯示有效寬帶輻射可超過 1 GHz（圖 2）。

噪聲源頻譜響應

圖 2. 示波器顯示寬帶噪聲電壓與頻譜響應（圖片來源：肯尼斯?懷亞特）

噪聲源應用

我改用鼎陽 SSA3032X 頻譜分析儀，以便捕獲多張頻譜圖。我們將測量腔體諧振和幾款濾波器的響應特性。

腔體諧振

我們使用之前演示鐵氧體吸波材料性能時用過的 “餅干盒” 腔體諧振演示裝置（圖 3）[2]，展示噪聲源如何識別結構諧振。

回顧一下：餅干盒蓋子上裝有兩個 BNC 接頭，內導體焊接短探針（約 1 cm）。探針位置不重要。一端接噪聲源，另一端接頻譜分析儀輸入。

噪聲源與示波器測試裝置

圖 3. 我用這套裝置測量餅干盒的腔體諧振（圖片來源：肯尼斯?懷亞特）

諧振公式在文獻 [2] 中已有介紹，圓形腔體基波諧振頻率為 1.275 GHz。

圖 4 是實測截圖，標記點在峰值 1.23 GHz 處。黃色曲線為噪聲源關閉時的底噪基線。

腔體諧振頻率

圖 4. 截圖顯示腔體諧振頻率為 1.23 GHz（圖片來源：肯尼斯?懷亞特）

掃描接收機濾波器

這款接收機濾波器設計用于通過：

• 低頻 VHF（30–50 MHz）

• 高頻 VHF（140–174 MHz）

• UHF（420–512 MHz）

并抑制 AM/FM 廣播、電視等強干擾信號。

圖 5 為測試方案：噪聲源輸入濾波器，濾波器輸出接頻譜儀。

噪聲源測濾波器

圖 5. 用噪聲源測試掃描接收機濾波器特性（圖片來源：肯尼斯?懷亞特）

圖 6 可見兩個被抑制的頻段，標記點位于低頻 VHF 與高頻 VHF 的頻段邊緣。陷波深度約 20 dB。黃色曲線為測量底噪。

VHF 陷波濾波器頻譜響應

圖 6. 掃描接收機濾波器頻譜特寫，顯示被抑制的頻段（圖片來源：肯尼斯?懷亞特）

FM 廣播陷波濾波器

測量方法與上面類似，只是改用 Mini-Circuits ZX75BS-88108-S+ FM 廣播頻段阻帶濾波器 [3]。

圖 7 為測試裝置。在大功率 FM 電臺附近使用頻譜分析儀時，該濾波器可有效防止前端過載。

噪聲源濾波器響應

圖 7. 該濾波器對 FM 廣播頻段信號進行衰減（圖片來源：肯尼斯?懷亞特）

在圖 8 中，可以清晰看到阻帶濾波器的上下限頻率：81 MHz 和 108 MHz。黃色曲線為測量底噪。

濾波后噪聲源頻譜

圖 8. 標記點顯示 FM 阻帶濾波器的頻帶邊緣響應（圖片來源：肯尼斯?懷亞特）

總結

對于不帶跟蹤信號源的頻譜分析儀，這種寬帶射頻噪聲源價格親民，可用于多種射頻測量，包括濾波器、放大器響應測試。

雖然它不具備矢量網絡分析儀的動態范圍，但在應急場景下，可用于識別或驗證大量器件的射頻特性。