频谱分析仪可以测量信号的功率谱密度，从而在分析已知信号的同时识别未知干扰。这使得该仪器在评估信号频域特性时必不可少，而这些特性在时域波形中是难以观察到的。更先进的信号分析仪甚至能把分别从两种域测量到的结果合并到一起。

　　购买频谱分析仪时，为正确的应用选择正确的型号可能具有挑战性。 并非所有频谱分析仪都是相同的。 不同型号的频率范围、精度水平和测量类型可能存在很大差异。

　　了解可用的不同频谱分析仪及其功能对于确保您购买适合您需求的频谱分析仪至关重要。 我们知道您不想浪费时间和金钱，因此我们创建了本指南来引导您了解频谱分析仪的基础知识。

　　频谱分析仪是一种用于可视化和分析信号频谱内容的工具。 它通过测量整个频率范围内输入信号的幅度及其频率来实现这一点。您可以将此视为查看信号“频率指纹”的一种方法。 此指纹将帮助您确定仪器的信号功率以及该信号如何构成不同的频率分量。

　　由于技术进步，现代频谱分析仪比以往更小、更便宜。 它们也比前代产品更准确且具有更多功能。无论您是工程师还是电子实验爱好者，频谱分析仪都是一个有价值的工具。

　　工程师会使用频谱分析仪对手机、收音机和电视塔等电子设备进行测试，以确保它们按预期运行，不会受到其他设备的干扰。 业余爱好者可能会使用频谱分析仪来检查音频信号的质量或追踪干扰源。

　　虽然频谱分析仪和示波器对于理解电子信号的行为都至关重要，但它们的工作方式不同。

　　示波器测量信号随时间变化的形状或幅度。 它们最适合分析时变信号，例如晶体管和电机产生的信号。 他们还观察电压电平的上升和下降以及波形的形状。

　　示波器是用于观察电信号电压随时间变化关系的仪器，用于分析信号的时域特性。示波器直观的测试信号的周期、相位、边沿时间以及多个信号对比，也可以直观的观测信号随时间变化的幅度变化规律的等。

　　1. 示波器的模拟前端部分，主要有衰减器和放大器组成；衰减器的作用是当调节衰减比可以测试电压幅度较大的信号，当衰减比较小或者0db衰减，通过放大器的放大作用可以测试小幅度的信号，经过模拟前端后，信号被调节到合适的幅度，就可以较为理想被ADC进行模数转换，放大器的另外两个作用是垂直偏置和提供匹配电路驱动ADC和触发电路。半岛官方体育

　　2. 模数转换器先对输入信号进行采样，将输入波形转化成采样点，通过将采样点量化和编码 存储在示波器的通道内存中。

　　3. 从模拟前端的输出另一路连接触发电路，当输入信号波形满足预设的触发事件后，时基会将触发事件发生的时刻设定为初始时刻计算接下来采样点的时间 最终显示在屏幕上

　　A/D转换器是波形采集的关键部件。它决定了示波器的最大取样速率、存储带宽以及垂直分辨率等多项指标。目前存储示波器采用的A/D转换的形式有逐次比较型、并联比较型、串并联型以及CCD器件与A/D转换器相配合的形式等

　　频谱分析仪测量宽频率范围内的信号幅度。 它们更适合分析包含多个频率的复杂信号。 您还可以使用频谱分析仪来查找谐波和其他可能有问题的频率元素。

　　将这两种设备结合起来可以更准确地了解信号发生的情况。 因此，在许多情况下，需要频谱分析仪和示波器来充分了解信号的行为。

　　频谱分析仪有很多应用。 您可以将频谱分析仪用于无线电、无线通信和音频工程。 他们还将帮助排除电子设备故障并优化无线系统。

　　频谱分析仪有很多应用。 您可以将频谱分析仪用于无线电、无线通信和音频工程。 他们还将帮助排除电子设备故障并优化无线系统。

　　2.语音和数据通信。频谱分析仪将识别信号干扰源或无法满足性能要求的情况。 识别问题有助于缓解问题、优化系统性能并确保符合监管标准。

　　3.视频播出。频谱分析仪确保传输的信号足够强以到达预定目的地。 信号分成组成频率，随后测量每个频率。半岛官方体育 这些测量的结果将有助于评估信号的整体强度。 如果信号太弱，可能会导致图像质量差或连接中断。 频谱分析仪对于确保视频广播信号的最高质量至关重要。

　　4.雷达。频谱分析仪发出电磁能脉冲并测量反射能量。 这有助于确定跟踪对象或导航时的范围、速度和方向。 分析反射能量的光谱还可以获取识别目标的成分或性质的信息。

　　5.无线技术。 Wi-Fi 测试时，频谱分析仪将识别无线路由器或接入点的最佳信道。 测量每个通道上的信号强度将有助于识别任何干扰。 此外，频谱分析仪还将诊断无线连接问题，确定问题是出在路由器还是客户端设备上。

　　超外差频谱分析仪也称为扫描调谐频谱分析仪。外差意味着混频，在这个系统中，射频输入信号与本振信号混频，将输入信号从较高频率转换为较低频率，即中频（IF）。信号幅度通过包络检测器检测并显示为垂直点。

　　为了控制水平/频率轴的显示，我们使用斜坡/扫描发生器来控制运动，它还可以将本振调谐到预期频率。通过设置扫描时间和频率扫宽，可以控制本振调谐速率。频谱分析仪的前端配有信号调理电路，包括衰减器和预选器（低通滤波器）。这些电路的作用是确保输入信号在到达混频器之前处于最佳电平。前端预选器有助于阻止带外噪声，从而改善接收机的动态范围和灵敏度半岛官方体育。调谐本振为接收机提供更好的选择性。它可以很容易地阻止不需要的带外信号，这就是超外差接收机具有出色动态范围的原因。

　　由于斜坡发生器以固定速率进行扫描，因此可以在频率扫宽上精确控制扫描时间。通过控制扫描速率，接收机能够以超过快速傅里叶变换（FFT）分析仪的扫描速度扫描超大扫宽。

　　超外差接收机的最大缺点是它可能错过间歇信号内容，尤其是宽带数字调制信号。另一个问题是，在窄分辨率带宽（RBW）下扫描时间会明显变长。

　　FFT分析仪/接收机专门用于处理宽带信号。它的前端有一个数据块转换，数据块转换的大小由中频带宽和 ADC 采样率决定。本地振荡器（LO）不是连续进行调谐，而是在频率扫宽内步进调谐。在本振调谐到正确的频率后，接收机通过模数转换器（ADC）对数据进行采样，再将采样结果转换为 I/Q 对（同相正交），并放入适当的 FFT 时间帧内，然后将时域帧转换为 FFT 频谱数据，最后将频谱结果发送给显示器，如此周而复始地执行这一过程。这是一个串行操作，因此在两次屏幕更新之间会间隔一段时间，输入端在此期间内不会捕获信号。这段时间称为静寂时间，持续时间的长度不可预计。

　　由于它是数据块转换，因此数据块或信息带宽内的信号（例如数字解调信号）将被完整捕获以供进一步分析。FFT分析仪是分析宽带数字信号的理想选择；它可以基于信号技术指标重现数字接收机特性，如 LTE信号测试。

　　由于 FFT 引擎无法在特定时间帧内完成其操作，因此无法精确控制 FFT接收机的扫描时间。如果信号带宽大于接收机的信息带宽，则需要对信号进行拼接，这样可能导致丢失部分宽带信号内容。

　　实时频谱分析仪（RTSA）是一种没有静寂时间的 FFT 分析仪。接收机停留在感兴趣的频率扫宽内，该扫宽受到实时频率带宽的限制，没有调谐或步进。它具有足够大的信号缓冲区、FFT 计算工具和显示工具，可在后续数据帧进入之前处理完上一个数据帧并清空存储器。

　　实时频谱分析仪（RTSA）其捕获带宽内，它可以检测各种瞬态信号、动态信号和射频脉冲。

　　但是，实时频谱分析仪（RTSA)受到带宽的限制。如果接收机试图测量超出其实时带宽的信号，则必须调谐本振，此时它不再是实时或无间隙的。由于 RTSA 没有调谐，要检测的信号可能不会位于中心频率，并且它检测到的信号电平可能不像使用传统频谱分析仪时那么准确，因此我们不建议采用 RTSA 来进行准确的功率测量。

　　购买频谱分析仪时，您需要考虑不同的方面； 从分辨率带宽到相位噪声性能和幅度范围。 让我们来看看其中七个主要方面。

　　频率范围是一个需要考虑的重要因素，因为不同的频谱分析仪测量不同的频率范围。

　　例如，一些频谱分析仪测量音频频率 (20 Hz – 20 kHz)，而其他频谱分析仪则测量无线 GHz)。 在购买频谱分析仪之前，弄清楚您需要测量的频率范围非常重要。 了解这一点后，您就可以将搜索范围缩小到适合您需求的频谱分析仪。

　　分辨率带宽决定了频谱分析仪可以解析的信号的最小宽度，通常以赫兹 (Hz) 表示。

　　高分辨率带宽测量可以更准确地读取窄信号，而低分辨率带宽测量则适合读取宽信号。 选择分辨率带宽时，考虑频谱分析仪的应用至关重要。例如，如果您的目标是测量非常窄的信号（例如由射频晶体管生成的信号），则需要高分辨率带宽。 如果您的目标只是测量信号的整体功率，那么较低分辨率的带宽就足够了。

　　视频带宽是分析仪可以处理的频率范围的宽度。 带宽越宽，分析仪可以接收的信息就越多。这在处理复杂信号（例如数字设备生成的信号）时至关重要。数字设备通常会生成具有非常尖锐边缘的信号，称为瞬态信号。 更宽的视频带宽使频谱分析仪能够更多地考虑这些瞬态，从而实现更准确的测量并最大限度地减少信号失真。 如果您计划使用频谱分析仪来测量数字信号，请确保它具有足够宽的视频带宽来容纳它们。

　　许多频谱分析仪型号提供不同的带宽，因此您一定能找到一款最适合您的需求的频谱分析仪。

　　Span就指的是扫频宽度，是指分析仪可以测量的频率范围。比如你设置起始频率是1MHz，终止频率是10MHz，那么SPAN就是9MHz；也可以根据中心频率来设置，比如你设置中心频率为100MHZ，然后设置SPAN为2MHZ，那么起始频率就是99MHz,终止频率是101MHz。

　　更宽的扫描宽度意味着分析仪可以测量更大的频率范围，这有助于排除故障或测量宽频率范围的信号。 一个好的经验法则是选择扫描宽度至少是要测量的信号带宽两倍的分析仪。扫描宽度对信号扫描时间的影响也很大。 扫描时间是指微米光束穿过被测样品一次所需的时间。 跨度直接影响信号的带宽和每次扫描捕获的信息量。

　　在选择合適的频谱分析仪时，必须牢记相位噪声。 相位噪声是对信号随时间的稳定性的测量。 频谱分析仪使用的振荡器类型会影响相位噪声，因为它们是信号不稳定的主要来源。

　　幅度范围是频谱分析仪可以测量的最大和最小信号之间的差异。 更大的幅度范围意味着分析仪可以测量更广泛的信号强度和频率。 这一点至关重要，因为它可以精确测量不同频率下非常弱或很强的信号。

　　绝对幅度精度指定进行幅度测量的精度。 它描述了测量值与测量信号的实际值的接近程度。绝对幅度精度是满量程信号的指标，它受输入衰减，IF增益，分辨率带宽，比例保真度，频率响应和校准信号本身精度的影响。

　　与频谱分析仪进行的实际测量一样，总是存在一些与幅度范围相关的固有测量误差。 通过了解这两种关键规格类型，您可以选择最适合的频谱分析仪。

　　绝对幅度精度和相对幅度精度由许多因素决定。仪器必须在制造前进行校准。 各种错误已单独记录并用于校正测量数据。 显示的幅度精度得到了改善。

　　与频谱分析仪进行的实际测量一样，总是存在一些与幅度范围相关的固有测量误差。 通过了解这两种关键规格类型，您可以选择最适合的频谱分析仪。

　　输入功率是频谱分析仪在不损坏内部组件的情况下可以接受的功率量。 然而，如果输入功率太低，信号就会太弱而无法产生准确的结果。 相反，如果输入功率过高，则会损坏设备。 为了防止这种情况，大多数频谱分析仪都具有输入功率保护功能，可以限制进入设备的功率量。

　　值得注意的是，频谱分析仪的输入功率规格与输出功率规格不同。 输出功率是设备可以产生的电量。选择频谱分析仪时，您需要为要测量的信号选择具有适当输入和输出功率的频谱分析仪。

　　本应用指南介绍了频谱分析的基本原理和频谱仪的主要功能以及最新进展。内容包括基本原理、谐波混频、预选、相位噪声和信号辨识等信息，此外还附有术语表。

　　其实衡量频谱仪高端的一个很重要的标准就是贵，它贵了自然就高端了。但是在我们做科研的眼中，半岛官方体育它不能只简单的贵，它要贵的有价值。频谱仪的高端主要表现在以下几个方面：

　　高频率：频率越高，价格越贵，频率高意味着你能够测到更宽的信号。俄罗斯为什么能够在1个小时之内，让乌克兰所有电子设备瘫痪，就是因为他的设备比乌克兰更加的先进。就比如说，你的这台设备最高能测到50GHz，但是呢，实际我通信是60GHz，所以我在说什么，你是完全不知道的。

　　大带宽：带宽越大，表示你在同一时间之内能够获取到的信息就越多，获取到的细节就越多。其实大带宽也是现在美国对我们国家技术封锁的一个主要的方面，虽然我们能够买到他们的信号源、网分、频谱仪，但这些仪器所有的大带宽选件都是对我们禁止的。所以国产仪器有一个很重要的策略就是要做大带宽分析，像我们的PSA5000A，最大带宽可以做到1.2GHz，能够满足目前世界上绝大部分的应用需求。

　　更多的应用场景、应用模式：电子测量仪器它的使用场景非常多，像国防方面的雷达测试、频谱监测、复杂电磁环境测试，而民用方面更多，比如说我们4G的LTE、5G的NR，蓝牙、WIFI，那这些都会用到仪器，而这些仪器呢，应用越多就越贵。但对单一客户而言，绝大部分情况他们是用不了这么多的，所以你花200万买一台设备可能你就用到了它10％的功能，而在这些所有国外进口的这些大厂，他是不会因为你一个客户一点需求去给你做任何定制化的，他会全部都卖给你，所以这是很不划算的。而国产仪器呢，我们都是土生土长，有自主可控的技术，有自己的软件、硬件的研发工程师，我们可以根据客户的需求为你定制化更为经济适用的方案。

　　在新阶段，成都玖锦将持续提升内驱力，为国产高端仪器仪表的崛起贡献全部力量。

　　示波器和信号与频谱分析仪在频域分析性能上各有所长，功能也各有重叠。信号与频谱分析仪在灵敏度等技术指标上更胜一筹，示波器在实时带宽上更为出色，现今的实时示波器所具有的带宽使其能够直接采集微波甚至毫米波 (mmWave) 信号，为射频工程师开启全新可能。因此，在测量不同类型的射频信号时，需要根据特定的测试需求和两种仪器的技术特点进行具体分析。

　　信号与频谱分析仪覆盖的频率范围高达85 GHz及以上，可应用于无线、蜂窝或卫星通讯、雷达或物联网的大部分应用的开发、生产、安装和维护活动。对于这些应用，显示平均噪声电平 (DANL)、动态范围和频率范围等参数以及其他有关功能和测量速度的严格要求显得尤为重要。此外，信号与频谱分析仪还用于进行时域测量，例如测量时分复用系统的发射机输出功率随时间的变化。

　　1、通过频率选择性实现高动态范围：低电平信号也可在强信号附近进行分析，符合标准的ACLR和SEM测量通常只有通过频谱分析仪才能实现；

　　2、凭借信号解调，大动态范围带来高质量测量结果：特别是对于具有大带宽和高峰均比的信号，可以获得更好的结果，即更理想的EVM值；