帶你走進頻譜分析儀“世界”，了解頻譜分析儀！

頻譜分析儀是用來顯示頻域信號幅度的儀器，在射頻領域有“射頻萬用表”的美稱。在射頻領域，傳統(tǒng)的萬用表已經(jīng)不能有效測量信號的幅度，示波器測量頻率很高的信號也比較困難，而這正是頻譜分析儀的強項。

頻譜分析儀的發(fā)展歷程

30年代末期，第一代掃頻式頻譜儀誕生。

60年代末期，可以為頻譜儀提供頻率和幅度的校準，前端預選的頻譜儀問世。它標志著頻譜儀從此進入了定量測試的時代。

70年代末，隨著集成電路技術，快速A/D變換技術，頻率合成技術，數(shù)字存儲技術，尤其是微處理器技術的飛速發(fā)展，頻譜儀的技術指標大幅度提高。頻率范圍擴展到100Hz-20GHz，分辨力帶寬達到10Hz。

現(xiàn)在，頻譜分析儀的測量頻率范圍已達到50GHz以上，外混頻可以擴展到mm波波段。

未來的頻譜分析儀的發(fā)展方向是：

?向更寬頻帶、高靈敏度、高分辨率和大動態(tài)范圍方向發(fā)展

現(xiàn)代頻譜分析儀的頻率范圍更寬，靈敏度更高，分辨率高、動態(tài)范圍大，測量精度高，測量速度更快，更易于實現(xiàn)測量過程的自動化，易于實現(xiàn)儀器的小型化。

?向寬帶高速實時方向發(fā)展

實時頻譜分析可以對信號進行實時測試，可以在時域、頻域、調制域和碼域等多域內，同時對信號的指標進行全景式的觀察、監(jiān)測和分析，專用的信號分析軟件能夠完成復雜的測量任務，是現(xiàn)代通信分析儀的發(fā)展趨勢。

頻譜分析儀的種類

主要類型有：掃頻式頻譜分析儀（SSA）和實時頻譜分析儀（RTSA）。

（1）掃頻式頻譜分析儀（SSA）使用調諧元件沿所需的頻率范圍進行掃描。老式的掃頻式頻譜分析儀（SSA）在工作時使用模擬調諧、濾波及顯示元件，而現(xiàn)代掃頻式頻譜分析儀（SSA）將輸入信號數(shù)字化，并使用快速傅立葉變換（FFT）方法將時域輸入信號轉換為頻域。

它的工作原理是：本地振蕩器采用掃頻振蕩器，它的輸出信號與被測信號中的各個頻率分量在混頻器內依次進行差頻變換，所產(chǎn)生的中頻信號通過窄帶濾波器后再經(jīng)放大和檢波，加到視頻放大器作示波管的垂直偏轉信號，使屏幕上的垂直顯示正比于各頻率分量的幅值。本地振蕩器的掃頻由鋸齒波掃描發(fā)生器所產(chǎn)生的鋸齒電壓控制，鋸齒波電壓同時還用作示波管的水平掃描，從而使屏幕上的水平顯示正比于頻率。

（2）實時頻譜分析儀（RTSA）與掃頻式頻譜分析儀（SSA）相似，不同之處在于實時頻譜分析儀（RTSA）在掃描時，使用疊加的FFT，從而可以捕獲持續(xù)時間非常短的信號。實時頻譜分析儀（RTSA）還可以用于在設定的頻率范圍內連續(xù)捕獲信號信息，直到達到實時帶寬的極限。

基本工作原理是把被分析的模擬信號經(jīng)模數(shù)變換電路變換成數(shù)字信號后，加到數(shù)字濾波器進行傅里葉分析；由中央處理器控制的正交型數(shù)字本地振蕩器產(chǎn)生按正弦律變化和按余弦律變化的數(shù)字本振信號，也加到數(shù)字濾波器與被測信號作傅里葉分析。正交型數(shù)字式本振是掃頻振蕩器，當其頻率與被測信號中的頻率相同時就有輸出，經(jīng)積分處理后得出分析結果供示波管顯示頻譜圖形。正交型本振用正弦和余弦信號得到的分析結果是復數(shù)，可以換算成幅度和相位。分析結果也可送到打印繪圖儀或通過標準接口與計算機相連。

（3）矢量信號分析儀(VSA)也像傅立葉分析儀那樣對時域信號進行數(shù)字化，但它在數(shù)字化之前通過下變頻器將功能擴展到了射頻頻率范圍。它們能夠支持快速、高分辨率的頻譜測量、解調分析和高級時域分析，特別適于用來測量諸如脈沖信號、瞬態(tài)信號或調制信號等這些在通信、視頻、廣播、聲波導航和超聲波成像等系統(tǒng)中使用的復雜信號。

雖然我們將頻譜分析儀和矢量信號分析儀定義為截然不同的類型，但數(shù)字技術和數(shù)字信號處理技術的發(fā)展使它們之間的差異日漸縮小。關鍵的差別在于信號是在哪一步被數(shù)字化的。最初數(shù)字轉換器工作頻率被限制在幾十kHz，只能對頻譜分析儀中的視頻(基帶)信號進行數(shù)字化，而視頻信號不攜帶相位信息，因此只能顯示信號的幅值。但即使是這樣有限的數(shù)字技術的應用，也同樣促進了技術進步:緩慢掃描的無抖動顯示、顯示信息的標記、不同的平均方式以及可將數(shù)據(jù)輸出至計算機和打印機等。

頻譜分析儀的應用

頻譜分析儀廣泛應用于無線電技術的各個領域，例如：電子對抗、衛(wèi)星通訊、移動通訊、散射通訊、雷達、遠控遠測、偵察干擾、射電天文、衛(wèi)星導航、航空航天和頻譜監(jiān)測等領域。據(jù)博宇訊銘了解，頻譜分析儀對各種類型的信號進行丈量和分析時，可丈量信號的不同特性。例如：信號的傳輸和反射特性丈量、諧波失真丈量、三階交調丈量、激勵響應測試、載噪比測試、信道功率丈量、相位噪聲丈量、衛(wèi)星頻譜丈量、互調丈量和電磁干擾丈量等等。

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