频谱分析仪的主要功能频谱分析仪

频谱分析仪的原理是什么？频谱分析仪主要原理基于傅里叶变换，傅里叶变换是任意周期信号，通过傅里叶变换，可以分解为一个或多个或无穷个大小、频率、相位不同的正弦波。换言之，这个周期信号就是由这些正弦波叠加而成的。频谱分析仪就是通过傅里叶变换得到一个信号对应的这些正弦波的幅值（大小）、频率（信号基波频率的整倍数）、相位（相对于基波或其它参考信号）。

文章插图
频谱分析仪是如何工作的？频域测量与时域测量
示波器在时域测得近似方波的信号，经过傅里叶变换被分解为基波和高达11次奇次谐波。当用频谱分析仪从频域观察时。能够识别出所有频率组成。时域和频域是从不同角度对同一个信号的描述。
频谱分析仪的工作原理就像一个宽带接收机，宽带范围从几十kHz或几十MHz开始。接收机的功能是将输入信号的频率转换为检测回路能处理的频段。宽带接收机包括一个混频器、一个本机振荡器（LO）和一个带通滤波器。本机振荡器产生一个混频振荡信号。混频器将输入信号与本机振荡器产生的信号混合在一起，总信号就包括两种信号的和与差，两信号之差称为中频（IF），它是检测回路使用的部分信号。带通滤波器滤掉信号中不需要的成分，然后将仅留下的IF传到检测和显示单元。
频谱分析仪本质上是一个宽带接收机，因此需要不只一次的频率转换，次数由频率范围、频率分辨率和RBW滤波器决定。
1、衰减器
将衰减器置于射频输入路径，扩宽了输入信号电平的动态范围或对频谱分析仪增添了更多的输入保护。
衰减器将来自混频器（RF中部）的信号电平限制在一定范围内，如果输入信号超过参考电平，将会引起测量误差或伪噪声。这就是为什么某些频谱分析仪会在特定信号条件下列出仪器规格，包括混频器中具体的信号电平。
2、分辨率滤波器
当输入信号频率转换为更低频带并滤入检测和显示单元时，为了区分频率接近的信号，会用到RBW（分辨率带宽）滤波器。
在不同分辨率带宽下，RBW滤波器如何区分两种信号？将两个等幅信号通过两种RBW滤波器滤波，其中RBW1的分辨率优于RBW2，当通过较窄RBW1滤波器时，能清晰分辨出两种信号，但是通过较宽RBW2滤波器时，结果就不如RBW1 。可以预测到，如果RBW2的分辨率带宽更宽，我们甚至会将结果误认为是一个信号。当两个信号的频率十分接近时，这种情况就会发生。另一种情况是，当两个信号的幅值差距很大，RBW1仍能够检测到较小信号，但是RBW2却不能，如下图所示，所以这些滤波器又称为分辨率滤波器。
3、检波器
RBW滤波之后，检波器能够检测能量并将其转换成直流电压。显示单元利用该直流电压描绘频谱分布。
4、视频滤波器
在直流电压进入显示单元之前，需要将检波器产生的噪声压缩，这个滤波器称为视频滤波器，它的带宽称为VBW 。
视频滤波器也作为后置滤波器，VBW会对显示输出产生影响。如果待测信号通过两个VBW滤波器，其中VBW1小于VBW2，结果显示VBW2的底噪要比VBW1大，换句话说，视频滤波器将底噪平均了。但要注意的是，底噪电平并没有改变，VBW滤波器仅平均噪声电平，并不影响信号底噪的总体幅值。
5、扫描时间
上述内容介绍了频谱分析仪的基本结构，而且对RBW和VBW也作了详细解释。一般来说，扫描时间与频谱分析仪的频率分辨率成反比。扫描时间越快，解析度越低（RBW、VBW越宽）；扫描时间越慢，解析度越高（RBW、VBW越窄）。因此如果选择较窄的RBW或VBW，显示信号的时间就会变长。这就意味着RBW和VBW越窄，扫描时间越长。对于RBW/VBW扫描时间，绝大多数频谱仪都具有自动和手动选择模式。自动模式权衡了频宽、RBW、VBW和扫描时间，通常能获取最好的结合。
频谱分析仪科技名词定义是什么？【频谱分析仪的主要功能频谱分析仪】科技名词定义
中文名称：频谱分析仪
英文名称：spectrum
analyzer
定义1：以频率的函数形式给出信号的振幅或功率分布的仪器。
应用学科：电力（一级学科）；电测与计量（二级学科）
定义2：能以模拟或数字方式显示信号频谱的仪器。
应用学科：机械工程（一级学科）；工业自动化仪表与系统（二级学科）；机械量测量仪表-机械量测量仪表名称（三级学科）
定义3：以模拟或数字方式显示信号频谱的仪器。它能够从频域来观察电信号的特性，分析的频率范围最低可到1Hz以下，最高可达亚毫米波段。

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