频谱分析仪的工作原理和使用方法PPT
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目前大量使用的是超外差式频谱分析仪。它又可以分 为扫中频和扫高频(扫前端)两种。
较老式的频谱仪大都是扫中频。由于扫频宽度不大， 故又称窄带频谱仪。扫中频频谱仪的另一个缺点是可 能出现杂波干扰和假响应较多，而且动态范围小，灵 敏度又低，现在基本被淘汰。
2.1.2 扫频频谱分析仪
1.2频域分析
观察并分析信号的幅度(电压或功率)与频率的关系，它 能够获取时域测量中所得不到的独特信息。例如谐波 分量，寄生信号，交调、噪声边带。最典型的频域信 号分析是测量调制，失真和噪声。通常进行信号频域 分析的仪器就是频谱分析仪。
1.2频域分析
调调制制 失失真真
.
噪噪声声
1.2频域分析
被测输入信号经过宽带预放放大后，由多路分 配器分别送到并联的多个带通滤波器，每个滤 波器从被测信号中选出与其相对应的频谱分量， 经检波器检波后送到各个显示器保持并显示。 现在基本不用。
还有一种快速付里叶变换(FFT)式频谱分析仪 也属于实时型频谱分析仪，见图2.1。
2.1.1 实时频谱分析仪
还有一种快速付里叶变换(FFT)式频谱分析仪也 属于实时型频谱分析仪，见图2.1。
E4405B 6.1 E4405B的前后面板开关，旋
钮，接头的功能 6.2 测量实例－测量AM信号波形 6.3 测量实例－看懂校准证书
1 概述
1.1 时域分析 1.2 频域分析 1.3 频谱仪的发展
1 概述
无论你是一个电子设备或系统的设计制造工程 师，还是一个电子器件或系统的现场维护/修理 人员，都需要一台能观察并帮助你分析你的设 备或系统产生的电信号或电信号通过你的器件 或系统后质量变化的情况，比如，信号的功率 和幅度，调制或边带等等，通过分析来验证你 的设计，确定器件或系统的性能，判别故障点， 找出问题的所在，这就是信号特性分析。
2 频谱分析仪的工作原理
2.1 频谱分析仪的类型
2.1.1.
实时频谱分析仪
2.1.2.
扫频频谱分析仪
2.2 超外差扫频频谱分析仪的 工作原理
2.3 基波及谐波混频
3 频谱分析仪性能参数的基 本概念
3.1 分辨力(RBW)
3.2 选择性
3.3 剩余调频
3.4 边带噪声 (相位噪声)
傅里叶分析
实时并联滤波测量
A
全频谱LCD 显示
f1 f2
f
图2.1 傅立叶 分析仪
2.1.1 实时频谱分析仪
图2.3是付里叶分析仪原理框图。由于取样与
A/D转换速度的限制，快速付里叶变换(FFT)式
频谱分析仪无法用于高频及微波范围的频谱分
析仪。
模拟滤波器
模/数变换器
数字滤波器
衰Hale Waihona Puke Baidu器
取样器
处理器
显示器
2 频谱分析仪的工作原理
2.1 频谱分析仪的类型 2.1.1. 实时频谱分析仪 2.1.2. 扫频频谱分析仪 2.2 超外差扫频频谱分析仪的工作原理 2.3 基波及谐波混频
2 频谱分析仪的工作原理
我们知道，当一个信号随时间做周期或准周期 变化时，用付里叶变换可以表示成一个基波分 量及许多谐波分量之和的形式。基波和各次谐 波的能量按其频率高低的次序排列就是信号的 频谱。
3.5 自适应关系
频谱分析仪的工作原理和使用方 法
3.6 动态范围 3.7 灵敏度 3.8 视频带宽(VBW) 3.9 信号/失真 3.10 信号/噪声 4 频谱分析仪的测量准确度 4.1 频率测量准确度 4.2 幅度测量准确度 5 频谱分析仪使用中应注意的
问题 6 频谱分析仪使用实例－
目前，信号分析主要从时域，频域和调制域三 个方面进行。
1 概述
Amplitude (power)
frequency
时域测量
time 频域测量
1 概述
1.1 时域分析
所谓时域分析就是观察并分析电信号随时间的变化情 况。例如，信号的幅度，周期或频率等。时域分析常 用仪器是示波器。但是示波器还不能提供充分的信息， 因此就产生了用频域分析的方法来分析信号。
频谱分析仪(频谱仪)是信号频域特性分析的重 要工具。它将一个由许多频率分量组成复杂的 信号分解成各个频率分量。每一个频率分量的 电平被依次显示出来。
频域分析测量有许多独特的优点。用频谱分析 的方法很容易测量一个信号频率，功率，谐波 分量，调制假信号和噪声等。
1.2频谱仪的发展
30年代末期，第一代扫频式频谱仪诞生。 60年代末期，可以为频谱仪提供频率和幅度的校准，
频谱分析仪的工作原理和使用方法
1. 概述 2 频谱分析仪的工作原理 3 频谱分析仪性能参数的基本概念 4 频谱分析仪的测量准确度 5 频谱分析仪使用中应注意的问题 6 频谱分析仪使用实例－E4405B
频谱分析仪的工作原理和使用方法
1. 概述
1.1 时域分析
1.2 频域分析
1.3 频谱仪的发展
A
D
FFT
图2.3付里叶分析
fs
仪原理框图
2.1.2 扫频频谱分析仪
调谐滤波式频谱分析仪是用扫描发生器驱动调谐滤波 器，在整个频率范围内改变一个带通滤波器的中心频 率来工作的。随着中心频率的移动，依次选出的被测 信号各频谱分量，再经滤波器和视频放大后加到显示 器的垂直偏转电路。而水平偏转的输入信号来自驱动 并调谐带通滤波器的同一扫描发生器。这样，水平轴 就可以用于表示频率。
对于非周期性信号(如随机信号)可以看成是一 个周期T为无限大的周期信号，即频率间隔为 无限小，其谱线是连续的，称为连续谱。
2.1.1 实时频谱分析仪
所谓实时频谱分析仪是指能实时显示信号在某 一时刻的所有频率成分的分析结果。见图2.2。
滤波
检波
指示
输入
预放
图2.2 实时频谱分析 仪
2.1.1 实时频谱分析仪
前端预选的频谱仪问世，它标志着频谱仪从此进入了 定量测试的时代。
70年代末，随着集成电路技术，快速A/D变换技术， 频率合成技术，数字存储技术，尤其是微处理器技术 的飞速发展，频谱仪的技术指标大幅度提高。频率范 围扩展到100Hz-20GHz，分辨力带宽达到10Hz。
现在，频谱分析仪的测量频率范围已达到30Hz50GHz，外混频可以扩展到mm波波段，分辨力带宽 从1Hz-3MHz，测量信号的动态范围100dB，显示平均 噪声-110dBm。
较老式的频谱仪大都是扫中频。由于扫频宽度不大， 故又称窄带频谱仪。扫中频频谱仪的另一个缺点是可 能出现杂波干扰和假响应较多，而且动态范围小，灵 敏度又低，现在基本被淘汰。
2.1.2 扫频频谱分析仪
1.2频域分析
观察并分析信号的幅度(电压或功率)与频率的关系，它 能够获取时域测量中所得不到的独特信息。例如谐波 分量，寄生信号，交调、噪声边带。最典型的频域信 号分析是测量调制，失真和噪声。通常进行信号频域 分析的仪器就是频谱分析仪。
1.2频域分析
调调制制 失失真真
.
噪噪声声
1.2频域分析
被测输入信号经过宽带预放放大后，由多路分 配器分别送到并联的多个带通滤波器，每个滤 波器从被测信号中选出与其相对应的频谱分量， 经检波器检波后送到各个显示器保持并显示。 现在基本不用。
还有一种快速付里叶变换(FFT)式频谱分析仪 也属于实时型频谱分析仪，见图2.1。
2.1.1 实时频谱分析仪
还有一种快速付里叶变换(FFT)式频谱分析仪也 属于实时型频谱分析仪，见图2.1。
E4405B 6.1 E4405B的前后面板开关，旋
钮，接头的功能 6.2 测量实例－测量AM信号波形 6.3 测量实例－看懂校准证书
1 概述
1.1 时域分析 1.2 频域分析 1.3 频谱仪的发展
1 概述
无论你是一个电子设备或系统的设计制造工程 师，还是一个电子器件或系统的现场维护/修理 人员，都需要一台能观察并帮助你分析你的设 备或系统产生的电信号或电信号通过你的器件 或系统后质量变化的情况，比如，信号的功率 和幅度，调制或边带等等，通过分析来验证你 的设计，确定器件或系统的性能，判别故障点， 找出问题的所在，这就是信号特性分析。
2 频谱分析仪的工作原理
2.1 频谱分析仪的类型
2.1.1.
实时频谱分析仪
2.1.2.
扫频频谱分析仪
2.2 超外差扫频频谱分析仪的 工作原理
2.3 基波及谐波混频
3 频谱分析仪性能参数的基 本概念
3.1 分辨力(RBW)
3.2 选择性
3.3 剩余调频
3.4 边带噪声 (相位噪声)
傅里叶分析
实时并联滤波测量
A
全频谱LCD 显示
f1 f2
f
图2.1 傅立叶 分析仪
2.1.1 实时频谱分析仪
图2.3是付里叶分析仪原理框图。由于取样与
A/D转换速度的限制，快速付里叶变换(FFT)式
频谱分析仪无法用于高频及微波范围的频谱分
析仪。
模拟滤波器
模/数变换器
数字滤波器
衰Hale Waihona Puke Baidu器
取样器
处理器
显示器
2 频谱分析仪的工作原理
2.1 频谱分析仪的类型 2.1.1. 实时频谱分析仪 2.1.2. 扫频频谱分析仪 2.2 超外差扫频频谱分析仪的工作原理 2.3 基波及谐波混频
2 频谱分析仪的工作原理
我们知道，当一个信号随时间做周期或准周期 变化时，用付里叶变换可以表示成一个基波分 量及许多谐波分量之和的形式。基波和各次谐 波的能量按其频率高低的次序排列就是信号的 频谱。
3.5 自适应关系
频谱分析仪的工作原理和使用方 法
3.6 动态范围 3.7 灵敏度 3.8 视频带宽(VBW) 3.9 信号/失真 3.10 信号/噪声 4 频谱分析仪的测量准确度 4.1 频率测量准确度 4.2 幅度测量准确度 5 频谱分析仪使用中应注意的
问题 6 频谱分析仪使用实例－
目前，信号分析主要从时域，频域和调制域三 个方面进行。
1 概述
Amplitude (power)
frequency
时域测量
time 频域测量
1 概述
1.1 时域分析
所谓时域分析就是观察并分析电信号随时间的变化情 况。例如，信号的幅度，周期或频率等。时域分析常 用仪器是示波器。但是示波器还不能提供充分的信息， 因此就产生了用频域分析的方法来分析信号。
频谱分析仪(频谱仪)是信号频域特性分析的重 要工具。它将一个由许多频率分量组成复杂的 信号分解成各个频率分量。每一个频率分量的 电平被依次显示出来。
频域分析测量有许多独特的优点。用频谱分析 的方法很容易测量一个信号频率，功率，谐波 分量，调制假信号和噪声等。
1.2频谱仪的发展
30年代末期，第一代扫频式频谱仪诞生。 60年代末期，可以为频谱仪提供频率和幅度的校准，
频谱分析仪的工作原理和使用方法
1. 概述 2 频谱分析仪的工作原理 3 频谱分析仪性能参数的基本概念 4 频谱分析仪的测量准确度 5 频谱分析仪使用中应注意的问题 6 频谱分析仪使用实例－E4405B
频谱分析仪的工作原理和使用方法
1. 概述
1.1 时域分析
1.2 频域分析
1.3 频谱仪的发展
A
D
FFT
图2.3付里叶分析
fs
仪原理框图
2.1.2 扫频频谱分析仪
调谐滤波式频谱分析仪是用扫描发生器驱动调谐滤波 器，在整个频率范围内改变一个带通滤波器的中心频 率来工作的。随着中心频率的移动，依次选出的被测 信号各频谱分量，再经滤波器和视频放大后加到显示 器的垂直偏转电路。而水平偏转的输入信号来自驱动 并调谐带通滤波器的同一扫描发生器。这样，水平轴 就可以用于表示频率。
对于非周期性信号(如随机信号)可以看成是一 个周期T为无限大的周期信号，即频率间隔为 无限小，其谱线是连续的，称为连续谱。
2.1.1 实时频谱分析仪
所谓实时频谱分析仪是指能实时显示信号在某 一时刻的所有频率成分的分析结果。见图2.2。
滤波
检波
指示
输入
预放
图2.2 实时频谱分析 仪
2.1.1 实时频谱分析仪
前端预选的频谱仪问世，它标志着频谱仪从此进入了 定量测试的时代。
70年代末，随着集成电路技术，快速A/D变换技术， 频率合成技术，数字存储技术，尤其是微处理器技术 的飞速发展，频谱仪的技术指标大幅度提高。频率范 围扩展到100Hz-20GHz，分辨力带宽达到10Hz。
现在，频谱分析仪的测量频率范围已达到30Hz50GHz，外混频可以扩展到mm波波段，分辨力带宽 从1Hz-3MHz，测量信号的动态范围100dB，显示平均 噪声-110dBm。