频谱分析仪的主要性能指标
频谱分析仪基础知识-性能指标及实用技巧
频谱分析仪基础知识性能指标及实用技巧频谱分析仪是用来显示频域信号幅度的仪器，在射频领域有“射频万用表”的美称。
在射频领域，传统的万用表已经不能有效测量信号的幅度，示波器测量频率很高的信号也比较困难，而这正是频谱分析仪的强项。
本讲从频谱分析仪的种类与应用入手，介绍频谱分析仪的基本性能指标、操作要点和使用方法，供初级工程师入门学习；同时深入总结频谱分析仪的实用技巧，对频谱分析仪的常见问题以Q/A的形式进行归纳，帮助高级射频的工程师和爱好者进一步提高。
频谱分析仪的种类与应用频谱分析仪主要用于显示频域输入信号的频谱特性，依据信号处理方式的差异分为即时频谱分析仪和扫描调谐频谱分析仪两种。
完成频谱分析有扫频式和FFT两种方式：FFT适合于窄分析带宽，快速测量场合；扫频方式适合于宽频带分析场合。
即时频谱分析仪可在同一时间显示频域的信号振幅，其工作原理是针对不同的频率信号设置相对应的滤波器与检知器，并经由同步多工扫瞄器将信号输出至萤幕，优点在于能够显示周期性杂散波的瞬时反应，但缺点是价格昂贵，且频宽范围、滤波器的数目与最大多工交换时间都将对其性能表现造成限制。
扫瞄调谐频谱分析仪是最常用的频谱分析仪类型，它的基本结构与超外差式接收器类似，主要工作原理是输入信号透过衰减器直接加入混波器中，可调变的本地振荡器经由与CRT萤幕同步的扫瞄产生器产生随时间作线性变化的振荡频率，再将混波器与输入信号混波降频后的中频信号放大后、滤波与检波传送至CRT萤幕，因此CRT萤幕的纵轴将显示信号振幅与频率的相对关系。
基于快速傅立叶转换（FFT）的频谱分析仪透过傅立叶运算将被测信号分解成分立的频率分量，进而达到与传统频谱分析仪同样的结果。
新型的频谱分析仪采用数位方式，直接由类比/数位转换器（ADC）对输入信号取样，再经傅立叶运算处理后而得到频谱分布图。
频谱分析仪透过频域对信号进行分析，广泛应用于监测电磁环境、无线电频谱监测、电子产品电磁兼容测量、无线电发射机发射特性、信号源输出信号品质、反无线窃听器等领域，是从事电子产品研发、生产、检验的常用工具，特别针对无线通讯信号的测量更是必要工具。
频谱分析仪知识概述
频谱分析仪知识一、概述（一）用途频谱分析仪是频域测试领域使用最广泛的一类仪器，可以测量连续波、脉冲及调制等多种信号的频谱，可以测试信号的频率、功率、带宽、调制等参数，增加选件可以进行相位噪声、噪声系数、信道功率、矢量信号、网络参数、故障定位、电磁兼容等测试分析，广泛应用于通信、雷达、导航、频谱管理、信号监测、信息安全等测试领域，还可以用于电子元器件、部件和设备的科研、生产、测试、试验以及计量等。
（二）分类与特点频谱分析仪按其工作原理可分为非实时频谱分析仪和实时频谱分析仪两大类。
●非实时频谱分析仪特点非实时频谱分析仪按工作原理分为扫描调谐型、超外差型等，它们首先对输入信号按时间顺序进行扫描式调谐变频，然后对变频后的信号进行中频滤波、包络检波、视频滤波等处理，最终得到信号的频谱信息。
这种扫描式频谱分析仪在某一瞬间只能“观看”一个频率，逐次“观看”待测信号的全部频率范围，因此，它们只能分析在规定时间内频谱几乎不变化的周期重复信号。
但是，扫本振型超外差式频谱分析仪具有频率范围宽、选择性好、灵敏度高、动态范围大等多项优点，是目前用途最广泛的一类频谱分析仪。
●实时频谱分析仪特点实时频谱分析仪通过FFT变换，能同时观测显示其规定频率范围内所有频率分量，而且保持了两个信号间的时间关系（相位关系），使得它不仅能分析周期信号、随机信号，而且能分析瞬时信号和猝发信号。
实时触发、无缝捕获和多域分析是实时频谱分析仪的几个主要特点。
实时频谱分析仪可以很好地解决现代雷达和通信系统中出现的脉冲压缩、捷变频、直扩、跳频、码分多址和自适应调制等各种复杂信号的测试需求。
频谱分析仪按其结构形式可分为台式、便携式、手持式和模块（VXI、PCI、PXI、LXI等总线形式)等类型产品。
（三）产品国内外现状国内生产频谱分析仪的厂家主要有：中国电子科技集团41所、成都前锋电子、天津德力、北京普源精电、安泰信电子、苏州同创电子等单位。
中国电子科技集团41所拥有台式、便携式、手持式和模块产品，频率范围覆盖3Hz～50GHz（通过外扩频方式可到110GHz）。
频谱仪简述
频谱仪简述摘要：在各个科学研究领域中，频谱仪是非常重要的一种电子测量工具。
为了更好的使用频谱仪，必须了解其工作原理和其主要的功能，技术参数等等，注意它在实际使用中的的问题。
关键词：主要功能；测量原理；技术指标；最新产品引言频谱仪作为一种测量工具，在电子通信领域被广泛的使用，所以了解频谱仪的主要功能测量原理和其技术指标才能在工作中更好的使用频谱仪，发挥更多的作用。
一、频谱仪介绍频谱分析是指在频域里显示输入信号的频谱特性。
扫描调谐式频谱分析仪大多采用超外差式，其工作原理和超外差式接收机基本类同。
傅里叶变换频谱分析仪首先对时域的信号数字化然后进行快速傅里叶变换，并显示变换后各频谱分量，可分析单次出现信号，可同时获得测量信号的幅度和相位，其频率范围、灵敏度和动态范围都不超过超外差式频谱分析仪。
二、功能介绍1.信道功率测试：测试指定区域内的中频功率之和与区域宽度。
概言之，就是测试指定频段内的信号总功率，或噪声总功率。
2.邻信道功率测试：可测邻道泄露的上下行载波功率强度。
概言之，可以选择多种测试方法包括总功率、参照电平强度、带内测试的方面精确测试载波功率强度。
3. 可测电路或者PCB板上器件和电路间的电磁场强度：频谱仪只可以测试电信号，但是配上天线和不同探头就可以测试场强。
例如DSA815可以测试1.5G以内信号，配上天线就可以测试物联网，RFID等信号，配上近场探头就可以测试电场和磁场的信号。
你也可以自己制作电场、磁场的感应器接到频谱仪上就可以测试了。
4．标记测量：例如MSA-338有两种模式：其一是常规模式，最多显示测试点的7个活动频点和最多3个活动的电平值；另一测试模式叫DELTA测试模式，可以对比2个测试点的频率与电平。
5.峰值查找：分两种，一种为全频峰值查找，一种为范围内查找。
6. 占用带宽测试二、工作原理频谱分析仪架构犹如时域用途的示波器，面板上布建许多功能控制按键，作为系统功能之调整与控制，实时频谱分析仪与扫瞄调谐频谱分析仪。
频谱分析仪的主要性能指标
频谱分析仪的主要性能指标频谱分析仪是测试和分析信号频谱的仪器。
它可以测量信号的频率、幅度和相位，并可以通过对信号进行FFT（快速傅里叶变换）来获取频谱图。
频谱分析仪的主要性能指标如下：1. 频率范围频率范围是指频谱分析仪可以测量信号的频率范围。
一般来说，频谱分析仪的频率范围越大，可以测量的信号范围就越广泛。
通过增加分析仪的带宽可以提高频率范围。
2. 分辨率带宽分辨率带宽是指频谱分析仪测量信号时可以分辨的最小频率间隔。
通常，分辨率带宽与频率范围成反比例关系。
当需要对低频信号进行精确分析时，需要更大的分辨率带宽。
3. 动态范围动态范围是指频谱分析仪可以测量的最小和最大信号幅度之间的比率。
在分析信号时，如果信号幅度范围非常大，需要更高的动态范围来保证信号测量精度和准确度。
4. 灵敏度灵敏度是指频谱分析仪可以检测到的最小信号强度。
较低的灵敏度允许频谱分析仪检测非常微弱的信号，这对于低信噪比条件下进行信号分析非常重要。
5. 相位噪声相位噪声是指频谱分析仪在测量信号时引入的相位误差。
当进行精确的相位分析时，需要较低的相位噪声。
通常相位噪声与噪声水平成正比例关系。
6. 时间分辨率时间分辨率是指频谱分析仪可以测量信号的最短时间间隔。
在分析瞬态信号时，需要更高的时间分辨率。
7. 硬件和软件功能频谱分析仪的性能也与其硬件和软件功能密切相关。
例如，高性能宽带放大器的使用可以提高测量系统灵敏度和动态范围；而信号处理软件的选择和使用可以提高测量系统的灵活性和效率。
总之，频谱分析仪的主要性能指标对于信号分析非常重要。
对于不同的应用场景，需要根据不同的性能指标来选择合适的频谱分析仪。
频谱分析仪基础知识
频谱分析仪基础知识一、频谱分析仪概述频谱分析仪是一种用于测量信号频率和功率的仪器。
它可以将输入信号转换为频率谱，以图形方式显示信号的频率成分。
频谱分析仪广泛应用于电子、通信、雷达、声音和医疗等领域。
二、频谱分析仪工作原理频谱分析仪的工作原理是将输入信号通过混频器与本振信号进行混频，得到中频信号，再经过中频放大器放大后送入检波器进行解调，最后通过显示器将频率谱显示出来。
三、频谱分析仪主要技术指标1、频率范围：指频谱分析仪能够测量的频率范围。
2、分辨率带宽：指能够分辨出的最小频率间隔。
3、扫描时间：指从低频到高频一次扫描所需的时间。
4、灵敏度：指能够检测到的最小信号幅度。
5、非线性失真：指由于仪器内部非线性元件所引起的信号失真。
6、动态范围：指能够同时测量到的最大和最小信号幅度。
7、抗干扰能力：指仪器对外部干扰信号的抵抗能力。
四、频谱分析仪使用注意事项1、使用前应检查仪器是否正常，如发现异常应立即停止使用。
2、避免在强电磁场中使用，以免影响测量结果。
3、使用过程中应注意避免信号源与仪器之间的干扰。
4、使用完毕后应关闭仪器，并妥善保管。
五、总结频谱分析仪是电子、通信等领域中非常重要的测量仪器之一。
它可以将输入信号转换为频率谱，以图形方式显示信号的频率成分。
在使用频谱分析仪时，应注意检查仪器是否正常、避免在强电磁场中使用、避免信号源与仪器之间的干扰以及使用完毕后应关闭仪器等事项。
了解频谱分析仪的工作原理及主要技术指标，对于正确使用它进行测量和调试具有重要意义。
随着科技的快速发展，频谱分析在电子、通信、航空航天等领域的应用越来越广泛。
频谱分析仪作为频谱分析的核心工具，在科研和工业生产中发挥了重要的作用。
本文将介绍频谱分析原理、频谱分析仪使用技巧，以及如何根据输入的关键词和内容撰写文章。
频谱分析是指将信号分解成不同频率的正弦波成分，并分析这些成分的幅度、相位、频率等特性的一种方法。
频谱分析可以用于测量信号的频率范围、识别信号中的谐波成分、了解信号的调制方式和判断信号的来源等。
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频谱分析是观察和测量信号幅度和信号失真的一种快速方法，其显示结果可以直观反映出输入信号的傅立叶变换的幅度。
信号频域分析的测量范围极其宽广，超过140dB，这使得频谱分析仪成为适合现代通信和微波领域的多用途仪器。
频谱分析实质上是考察给定信号源，天线，或信号分配系统的幅度与频率的关系，这种分析能给出有关信号的重要信息，如稳定度，失真，幅度以及调制的类型和质量。
利用这些信息，可以进行电路或系统的调试，以提高效率或验证在所需要的信息发射和不需要的信号发射方面是否符合不断涌现的各种规章条例。
现代频谱分析仪已经得到许多综合利用，从研究开发到生产制造，到现场维护。
新型频谱分析仪已经改名叫信号分析仪，已经成为具有重要价值的实验室仪器，能够快速观察大的频谱宽度，然后迅速移近放大来观察信号细节已受到工程师的高度重视。
在制造领域，测量速度结合通过计算机来存取数据的能力，可以快速，精确和重复地完成一些极其复杂的测量。
有两种技术方法可完成信号频域测量（统称为频谱分析）。
1．FFT分析仪用数值计算的方法处理一定时间周期的信号，可提供频率；幅度和相位信息。
这种仪器同样能分析周期和非周期信号。
FFT 的特点是速度快；精度高，但其分析频率带宽受ADC采样速率限制，适合分析窄带宽信号。
2．扫频式频谱分析仪可分析稳定和周期变化信号，可提供信号幅度和频率信息，适合于宽频带快速扫描测试。
v1.0 可编辑可修改图1 信号的频域分析技术快速傅立叶变换频谱分析仪快速傅立叶变换可用来确定时域信号的频谱。
信号必须在时域中被数字化，然后执行FFT算法来求出频谱。
一般FFT分析仪的结构是：输入信号首先通过一个可变衰减器，以提供不同的测量范围，然后信号经过低通滤波器，除去处于仪器频率范围之外的不希望的高频分量，再对波形进行取样即模拟到数字转换，转换为数字形式后，用微处理器（或其他数字电路如FPGA,DSP）接收取样波形，利用FFT计算波形的频谱，并将结果记录和显示在屏幕上。
频谱分析仪基础解析
1.频谱分析的基本概念 2. 频谱分析仪的基本原理 3. 频谱分析仪的基本指标 4. 影响频谱分析仪性能的因素
信号与频谱分析基本概念
信号的波形信息
信号的频域信息
信号的矢量域信息
2Hale Waihona Puke 示波器实现时域信号的实时测量，可以测量信 号的幅度，峰峰值，有效值，平均值，上升时 间，下降时间，周期，频率，脉冲宽度，脉冲 周期，脉冲超调量，振铃，稳态幅度，数字信 号的眼图，以及其它一些波形细节参数，是宽 带测量仪器，示波器的带宽，数字示波器的AD 采样频率决定了测量信号的最大带宽。
相位噪声显示和分辨率带宽RBW的设置有关。
本振相位噪声在频域上表现为信号频谱的噪声边带
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频谱仪测试的灵敏度
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影响频谱仪灵敏度的主要因素
衰减器设置
衰减器设置值 越大，噪声电 平越高。
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影响频谱仪灵敏度的主要因素
RBW
噪声电平随RBW按照
10logRBW1/RBW2
幅度
测量输入信号的动态范围- 可以测量的最大信号和最小信号 20log10(Vmax/Vmin)或者10log10(Pmax/Pmin)
灵敏度-可以检测的最小信号的功率 内部失真-可以检测的最大信号的功率
测试精度 幅度精度 频率精度
扫描速度
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频谱仪的主要性能指标
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频谱仪的主要参数设置
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非线性引起失真信号的变化规律
为减小频谱仪内部失真，混频器应尽量工作在低电平，应加大衰减 值。
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无失真测试动态范围
在内部失真和噪声电平之间进行折中。
频谱分析仪的使用
频谱分析仪的使用我们学习频谱分析仪的使用，首先我们要知道频谱分析仪与示波器、频率计之间的异同点，这样我们就明确了在什么情况下使用哪种仪器来进行测量。
频谱分析仪在电子通信设备的检测、维修领域起着重要的作用，有着射频信号测量之王的美称。
下面我们来看一下频谱分析仪、示波器、频率计各自的特点。
频谱分析仪是关于信号的频域的测量，在它的显示屏幕上，它的横座标显示的是信号的频率，而纵座标显示的是信号的强度值，一台高性能的频谱分析仪能够测量电路中或空间电信号的频率及强弱，信号的质量，是否失真（主要是通过观测信号的谐波成份），而示波器是关于信号的时域范围的测量，它可以测量信号的不同时刻的轨迹（波形）。
那么，在电子测量中，频谱分析仪在那种情况使用呢。
由于频谱分析仪测量灵敏度高（例AT5010最低能测到2.24uv，甚至更低，一般示波器在lmv，频率计要在20mv以上，跟频谱仪比相差10000倍。
），基于这一特点，它广泛应用于无线通信设备的检测和维修上，例如，政府的无线电管理委员会为了管理城市的无线电波的频率、功率（他们的工作被称为空间无线信道的交警），经常开着安装有频谱仪的工作车在城市里测量各单位的无线设备的频率是否合法、功率、谐波是否超标，而各移动通信公司也用频谱仪来测量发射设备的工作是否正常，在维修手机不入网故障时，经常需要测量手机主电路板的1 3MHz基本时钟信号。
一般情况下，可以用示波器判断13MHz电路信号的存在与否，以及信号的幅度是否正常，然而，却无法利用示波器确定13MHz电路信号的频率是否正常，用频率计可以确定13MHz电路信号的有无，以及信号的频率是否准确，但却无法用频率计判断信号的幅度是否正常。
然而，使用频谱分析仪可迎刃而解，因为频谱分析仪既可检查信号的有无，又可判断信号的频率是否准确，还可以判断信号的幅度是否正常。
同时它还可以判断信号，特别是VCO信号是否纯净。
可见频谱分析仪在手机维修过程中是十分重要的。
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频谱分析仪的主要性能指标
不同品种的频谱仪其技术参数不完全相同。
对于使用者来说，主要了解频率范围、扫描宽度、扫描时间、测量范围、灵敏度、分辨率及动态范围等。
1、频率范围
频率范围指频谱仪能达到规定性能的频率区间。
现代频谱仪的频率范围通常从低频段到射频段、微波段，如0.15?1050MHz、30Hz?26.5GHz。
频率指中心频率，即位于显示频谱宽度中心的频率。
2、扫描宽度
扫描宽度又称分析谱宽、扫宽、频率量程、频谱跨度等，指频谱仪在一次分析过程中所显示的频率范围，扫描宽度与分析时间之比就是扫频速度。
3、扫描时间
扫描时间也称分析时间，指进行一次全频率范围的扫描并完成测量所需要的时间。
一般都希望测量速度越快越好，即扫描时间越短越好，但扫描时间与许多因素有关，过小会影响测量精度。
目前很多频谱仪有多挡扫描时间可选择，应选择适当的扫描时间进行测量。
4、测量范围
测量范围指在任何环境下可以测量的信号与小信号的间隔。
可以测量的信号上限由安全输入电平决定（参考值30dBm(1W))，可以测量的信号下限由灵敏度决定（参考值-135?-115dBm)，且和频谱仪的小分辨带宽有关，由此推断，测量范围参考值在145?-165dBm。
5、灵敏度
灵敏度指频谱仪测量微弱信号的能力，定义为显示幅度满度时，输入信号的小电平值。
灵敏度与扫速有关，扫速越快，动态幅频特性峰值越低，灵敏度越低
6、分辨率
分辨率指分辨频谱中两个相邻分量之间的小谱线间隔，表征仪器能够把靠得很近的两个谱线区分开来的能力。
频谱仪显示的每条谱线实际是窄带滤波器的动态幅频特性曲线，故频谱仪的分辨率主要取决于窄带滤波器的通频带宽度，因此定义窄带滤波器幅频特性的3dB带宽为频谱仪的分辨率。
很明显，若窄带滤波器的3dB带宽过宽，可能使两条谱线都落入滤波器的通频带，此时，频谱仪无法分辨这两个分量。
7、动态范围
动态范围指能以规定的准确度测量同时出现在输入端的两个信号之间的差值。
动态范围上限受非线性失真的制约。
频谱仪的幅值显示方式有两种：线性和对数。
对数显示的优点是在有限的屏幕上和有效的高度范围内，可获得较大的动态范围。
频谱仪的动态范围一般在60dB以上，有的可达100dB以上。
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