频谱仪的工作原理及常见故障的检修
解答频谱分析仪6种常见故障问题及技术交流
解答频谱分析仪6种常见故障问题及技术交流解答频谱分析仪6种常见故障问题频谱分析仪是电子工程师工作台上或高校试验室内的常用工具。
这里整理出关于频谱仪使用的常见问题，希望它能为你答疑解惑。
1.怎样设置才能获得频谱仪较佳的灵敏度，以便利观测小信号首先依据被测小信号的大小设置相应的中心频率、扫宽（SPAN）以及参考电平；然后在频谱分析仪没有显现过载提示的情况下渐渐降低衰减值；假如此时被测小信号的信噪比小于15dB，就渐渐减小RBW，RBW越小，频谱分析仪的底噪越低，灵敏度就越高。
假如频谱分析仪有预放，打开预放。
预放开，可以提高频谱分析仪的噪声系数，从而提高了灵敏度。
对于信噪比不高的小信号，可以削减VBW或者接受轨迹平均，平滑噪声，减小波动。
需要注意的是，频谱分析仪测量结果是外部输入信号和频谱分析仪内部噪声之和，要使测量结果精准，通常要求信噪比大于20dB。
2.辨别率带宽（RBW）越小越好吗？RBW越小，频谱分析仪灵敏度就越好，但是，扫描速度会变慢。
可以依据实际测试需求设RBW，在灵敏度和速度之间找到平衡点–既保证精准测量信号又可以得到快速的测量速度。
3.平均检波方式（average type）如何选择：power？Log power？Voltage？·Log power对数功率平均又称Video Averaging，这种平均方式具有最低的底噪，适合于低电平连续波信号测试。
但对”类噪声“信号会有确定的误差，比如宽带调制信号W—CDMA等。
·功率平均又称RMS平均，这种平均方式适合于“类噪声“信号（如：CDMA）总功率测量·电压平均这种平均方式适合于观测调幅信号或者脉冲调制信号的上升和下降时间测量。
4.扫描模式的选择：sweep还是FFT？现代频谱仪的扫描模式通常都具有Sweep模式和FFT模式。
通常在比较窄的RBW设置时，FFT比sweep更具有速度优势，但在较宽RBW的条件下，sweep模式更快。
频谱仪的原理
频谱仪的原理频谱仪是一种用来测量信号频谱的仪器，它可以将信号在频率上的分布情况显示出来，是电子测量中常用的一种仪器。
频谱仪的原理是基于信号的频谱分析，通过对输入信号进行频谱分解，将不同频率的成分分离出来并显示在屏幕上。
下面我们将详细介绍频谱仪的原理。
首先，频谱仪的工作原理是基于傅里叶变换的原理。
傅里叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的数学方法，通过傅里叶变换，我们可以将信号分解为不同频率的正弦波成分。
频谱仪利用这一原理，将输入信号进行傅里叶变换，然后将得到的频谱信息显示在屏幕上。
其次，频谱仪的原理还涉及到信号的采样和数字化。
当输入信号进入频谱仪时，首先需要对信号进行采样，将连续的信号转换为离散的数据点。
然后，这些数据点经过模数转换，转换为数字信号，方便进行数字信号处理。
频谱仪会对这些数字信号进行傅里叶变换，得到信号的频谱信息。
此外，频谱仪的原理还包括信号的滤波和显示。
在进行频谱分析之前，频谱仪会对输入信号进行滤波处理，去除掉不需要的频率成分，以保证测量结果的准确性。
然后，频谱仪会将经过傅里叶变换得到的频谱信息显示在屏幕上，通常以频率为横轴，信号强度为纵轴，显示出信号在频率上的分布情况。
最后，频谱仪的原理还涉及到仪器的灵敏度和分辨率。
频谱仪的灵敏度是指它对信号强度的检测能力，通常用dBm（分贝毫瓦）来表示。
而频谱仪的分辨率则是指它对信号频率的分辨能力，通常用kHz或MHz来表示。
在实际应用中，我们需要根据测量需求选择合适灵敏度和分辨率的频谱仪，以确保测量结果的准确性。
综上所述，频谱仪的原理是基于傅里叶变换的频谱分析原理，通过对输入信号进行采样、数字化、滤波和显示，得到信号在频率上的分布情况。
同时，频谱仪的灵敏度和分辨率也是影响测量结果的重要因素。
通过对频谱仪的原理进行深入理解，我们可以更好地应用频谱仪进行信号分析和测量。
无线电频谱分析仪的工作原理与应用
无线电频谱分析仪的工作原理与应用无线电频谱分析仪是一种用于测量和分析无线电频谱的仪器。
它可以实时显示频谱，帮助工程师了解无线电信号的特征及其在各个频率范围内的分布情况。
本文将介绍无线电频谱分析仪的工作原理以及在不同领域的应用。
一、工作原理无线电频谱分析仪的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 信号接收：无线电频谱分析仪通过内置或外接天线接收到要分析的无线电信号。
2. 信号放大：接收到的信号经过前置放大电路进行信号放大，以提高信号的幅度和灵敏度。
3. 信号混频：经过放大后的信号和本地振荡器产生的中频信号进行混频操作，得到中频信号。
4. 信号滤波：对混频得到的中频信号进行滤波，去除不需要的频率成分，以便进行后续的频谱分析。
5. 信号解调：对滤波后的中频信号进行解调，恢复信号的原始调制方式，如调幅、调频等。
6. 信号转换：将解调后的信号转换为数字信号，以便进行数字信号处理和显示。
7. 数字信号处理：使用数字信号处理技术对信号进行频谱分析、频谱显示和信号参数计算等操作。
8. 频谱显示：将处理后的信号转换为频谱图形并显示在仪器的显示屏上，供用户查看和分析。
二、应用领域无线电频谱分析仪在多个领域有着广泛的应用，以下将介绍其中几个主要的应用领域。
1. 电信领域：无线电频谱分析仪在电信领域中被广泛应用于对无线电信号进行调制解调、频谱分析、调频定位、无线电干扰监测等工作。
它可以帮助工程师更好地分析和监测无线电信号的质量以及各种干扰情况，从而保证通信系统的正常运行。
2. 广播电视领域：广播电视频谱分析是保障广播电视信号质量的重要手段之一。
无线电频谱分析仪可以帮助广播电视工程师进行频谱监测、频谱规划以及无线电干扰分析等工作，从而提高广播电视信号的传输质量和覆盖范围。
3. 电子设备测试领域：在电子设备测试领域中，无线电频谱分析仪可以用于对设备的射频性能进行测试和分析。
通过对设备发出的无线电信号进行频谱分析，工程师可以了解到设备的发射功率、频率稳定性、谐波等参数，从而评估设备的性能和合格性。
频谱分析仪常见故障分析与处理
频谱分析仪常见故障分析与处理作者：王永利来源：《企业技术开发·下旬刊》2013年第03期摘要：文章简要叙述了超外差式频谱分析仪的工作原理，论述了频谱仪常见故障的可能原因与排除方法，可为工作实践提供参考。
关键词：频谱分析仪；故障；检修中图分类号：TM935 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）09-0096-02频谱分析仪是一种带有显示装置的超外差式接受设备，是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量设备。
现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果，能分析1 Hz以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。
仪器如果采用数字电路和微处理器，就具有存储和运算功能；若配置标准接口，就可构成自动测试系统。
1 频谱分析仪的工作原理概述目前信号的分析主要从时域、频域和调制域三个方面进行，频谱分析仪分析的是信号的频域特性，它主要由预选器、扫频本振、混频、滤波、检波、放大等部分组成。
其基本组成框图如图1所示。
频谱分析仪的基本工作原理是输入信号经衰减器加到混波器，与可调变的扫频本振电路提供的本振信号混频后，得到中频信号再放大，滤波与检波，把交流信号及各种调制信号变成一定规律变化的直流信号，在显示器上显示。
输入衰减器是以10 dB为步进的衰减器，主要用途是扩大频谱仪的幅度测量范围，保证第一混频器对被测信号来说处于线性工作区，使输入信号与频谱仪达到良好的匹配。
滤波器的作用是抑制镜像干扰以及其他噪声干扰，保证测量的稳定准确。
混频器也称变频器，它能将微波信号变换成所需要的中频信号，而第一变频器是宽带频谱仪中最关键的微波部件之一，它包括基波混频器和高频段混频器。
中频电路部分的可变增益电路和输入衰减器一起联控，或者由微处理器控制，根据输入信号幅度大小改变频谱分析仪的总增益，它的变化范围就决定了参考电平的范围。
微波频谱仪的工作原理及常见故障的检修
（ ＹＴＦ） 预选 后 的信 ，
号输 入 到第 一 变 频
－ 收 稿 日期 ： Ｏ ２ Ｏ — ２ ２Ｏ一 ３ ７
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维普资讯
沈文 娟 ： 波频 谱仪 的工 作 原 理及 常 见 故 障 的检 修 微
器 中 的谐 波 混 频 器 部分 （ Ｒ２ ， 到 第 二 中频 Ｆ ＭＸ ） 得 ｚ Ｆ。 第 三 变频 器 变 换 得 到第 三 中频 Ｆ Ｉ ２ ． ＭＨｚ 。 经 ３（ １４ Ｆ ） 第 一 本 振所 调 谐 ， 并有 一 个 固定 的频 差 （ ） Ｆ－ 。 ｒ
维普资讯
电 子工 程 师
０ ２ ． ２０ Ｚ ８Ｎｏ８ ０２ ．
微 波 频 谱 仪 的 工 作 原 理 及 常 见 故 障 的 检 修
Ｔｈｅ Ｏ ｐｅ ａ ｉ ｎ Ｐｒ ｎ ｉ ｅ ａ ｄ Ｔｒ ｕ ｅ ｈ ０ ｉ ｆ Ｓ ｃ ｒ ｍ ｒ ｔｏ ｉ ｃ ｐｌ ｎ ０ ｂｌ ｓ ０ ｔ ｎｇ ｏ ｐｅ ｔ ｕ Ａｎａ ｙ ｅ ｌｚ ｒ
器 的 选 择 ， 经 过 线 性 及 对 数 放 大 、 波 、 字 量 化 和 再 检 数
显 示 。调 谐 方程 如 下 ：
南 京 电子 技 术 研 究 所 （ 京 ２ ０ １ ） 南 １ ０ ３ 沈 文 娟
【 摘 要 】 介 绍 了微 波 频谱 仪 （ ８ ９ 系列 ） ＿ 作 原理 ， 出 了基 本 校 准程 序 和 幅 度校 准 ＨＰ ５Ｘ 的Ｔ － 给 数据表 ， 以及 一 些 常 见故 障 的检 修 方 法 。 关键 词 ： 谱 分析 仪 ，原理 ，故 障检 修 频
ｌ 引 言
频 谱分 析 仪 是微 波 测量 中必 不 可少 的测 量 仪 器之
一
HP8563E频谱分析仪的故障分析与检修
HP8563E频谱分析仪的故障分析与检修中国电子科技集团第38研究所刘辉一台HP8563E频谱分析仪在测量信号时，所测的信号幅度不准，比实际值小很多。
比如在测频率为300MHz、幅度为0dBm的信号时，所测的信号幅度比实际值小20dBm左右。
对于频谱分析仪的此类故障，不要着急打开仪器盖维修，首先要检查操作是否正确。
如正确后，再根据故障现象结合电路分析来判断仪器哪部分出了故障。
根据此机的故障现象，初步判断是仪器的射频部分出了故障。
我们由图1可以看出，仪器的射频部分由程控衰减器A9、电调滤波器A10（YTF）、电调振荡器A11（YTO）、低端混频器（A8）、两个低通滤波器（FL）、第二变频器A13、本振开关分配放大器A7（SLODA）组成。
由图1可以看出，射频部分的基本工作原理为；信号从仪器的输入端输入后送到程控衰减器，再送到YTFA10（内含电子开关、调谐滤波器、混频器），在这里信号被分成两路，一路9KHz～2.9GHz的低端信号（用加黑粗线）经YTF 的电子开关切换到低端输出，再送到第一个低通滤波器FL1（该低通滤波器的截止频率为2.9GHz，作用是确保2.9GHz以下信号通过），经过滤波后的信号再送到低端混频器，在这里低端信号与A7送来的低端本振信号经过低端混频器混频后得到一频率为3.9107GHz的信号，此信号再经过第二个低通滤波器FL2（该低通滤波器的截止频率为4.4GHz）滤波后，送到第二变频器A13。
而另一路信号（高端信号2.75GHz～26.5GHz用虚线表示）送到YTFA10后，经过电子开关切换到高端输出并经过滤波后，与A7送来的高端本振信号经YTF里的混频器混频后得到频率为310.7MHz的中频信号，此信号直接送到第二变频器A13。
电调振荡器A11的作用就是产生一个频率范围为3.0GHz～6.81GHz的本振信号。
本振开关分配放大器A7的作用就是将来自YTO的本振信号，根据从仪器输入端所输入的信号来切换电子开关，切换到低端本振或者是高端本振输出，并且将此本振信号放大。
实时频谱仪—工作原理
实时频谱仪—工作原理实时频谱仪是一种用于测量和分析信号频谱的仪器，它能够实时显示信号的频谱分布情况。
本文将详细介绍实时频谱仪的工作原理及其相关技术。
一、实时频谱仪的基本原理实时频谱仪基于快速傅里叶变换（FFT）算法，通过将时域信号转换为频域信号来实现频谱分析。
其基本原理如下：1. 信号采样：实时频谱仪通过内置的采样器对输入信号进行采样。
采样率决定了频谱仪能够分析的最高频率，通常为几十兆赫兹至几百兆赫兹。
2. 时域信号转换：采样得到的时域信号通过快速傅里叶变换算法转换为频域信号。
傅里叶变换将信号分解为一系列频率分量，每个频率分量的幅度表示了该频率在信号中的贡献程度。
3. 频谱显示：实时频谱仪将转换后的频域信号进行处理和显示。
通常以频率为横坐标，幅度为纵坐标，绘制出频谱图，直观地展示信号的频谱分布情况。
二、实时频谱仪的工作流程实时频谱仪的工作流程主要包括信号采样、傅里叶变换、数据处理和频谱显示等步骤。
1. 信号采样：实时频谱仪通过内置的采样器对输入信号进行高速采样。
采样率决定了频谱仪能够分析的最高频率，采样精度决定了频谱仪能够分辨的最小幅度变化。
2. 傅里叶变换：采样得到的时域信号通过快速傅里叶变换算法，将其转换为频域信号。
这一步骤涉及到复杂的数学计算，但实时频谱仪的硬件和软件设计使得这一过程能够在实时性要求下完成。
3. 数据处理：实时频谱仪对傅里叶变换得到的频域信号进行处理，通常包括平滑处理、噪声抑制、动态范围调整等。
这些处理能够提高频谱仪的性能和显示效果。
4. 频谱显示：处理后的频域信号通过图形显示模块进行绘制，以频率为横坐标，幅度为纵坐标，绘制出频谱图。
频谱图可以以不同的形式呈现，如线性图、对数图、3D图等，以满足用户的需求。
三、实时频谱仪的应用领域实时频谱仪在无线通信、电子设备测试、音频处理等领域有着广泛的应用。
1. 无线通信：实时频谱仪可以用于无线通信系统的频谱监测和频谱管理。
通过实时监测信号的频谱分布情况，可以有效避免频谱资源的冲突和干扰，提高通信系统的性能和可靠性。
频谱仪原理及使用方法
频谱仪原理及使用方法频谱仪是一种用来分析信号频谱的仪器，它能够将信号的频谱分解为不同频率成分的幅度或相位信息，从而提供了对信号频谱特性的详细了解。
频谱仪广泛应用于无线通信、音频处理、雷达系统、天文观测等领域。
一、频谱仪原理：频谱分析基于信号的傅里叶分析原理，将时域中的信号转换为频域中的频谱信息。
频谱仪的工作原理主要包括三个步骤：采样、转换和显示。
1.采样：频谱仪通过将信号进行采样，将连续的时域信号转化为离散的时序数据。
采样定理要求采样率必须大于信号的最大频率，以确保不会发生混叠现象。
2.转换：采样的信号需要通过电子转换器进行模拟到数字的转换。
最常见的转换方式是快速傅里叶变换（FFT），它可以将时域信号转换为频域信号。
3.显示：转换后的频域数据通过显示单元在频谱仪的屏幕上进行显示。
频谱仪通常可以显示频谱的幅度信息或相对相位信息，用户可以根据实际需要选择不同的显示模式。
二、频谱仪使用方法：1.连接设备：首先将待分析的信号源与频谱仪相连，可以通过电缆连接、无线连接等方式进行。
2.设置参数：根据需要设置频谱仪的采样率、带宽、分辨率等参数。
采样率和带宽的选择需根据信号的特点进行调整，以保证能够正确捕获信号的频谱信息。
3.观测目标：确定待测信号的特点和需求，如频率范围、幅度范围等。
根据实际需求选择适当的显示模式和触发模式，并调整触发电平、触发延时等参数。
4.分析信号：开始对信号进行分析，根据实际需要选择合适的时间窗口、分辨率、峰值保持等参数，以获取准确的频谱信息。
5.解读结果：根据频谱仪显示的频谱图，观察信号的频率分布和幅度特征。
可以通过缩放、平移、峰值等功能，对结果进行详细的分析和解读。
6.数据处理：对采集到的频谱数据进行处理，可以进行谱线拟合、峰值提取、频偏校正等操作，得到更准确的频谱信息。
7.存储和输出：频谱仪通常具有数据存储和输出功能，可以将频谱数据保存到存储器中，并通过接口将数据输出到计算机或其他设备进行后续处理或记录。
频谱仪的工作原理及常见故障的检修
微波频谱仪的工作原理及常见故障的检修频谱分析仪是微波测量中必不可少的测量仪器之一，它能对信号的谐波分量、寄生、交调、噪声边带等进行很直观的测量和分析，因此，广泛应用于微波通信网络、雷达、电子对抗、空间技术、卫星地面站、EMC测试等领域。
2 微波频谱仪的基本工作原理和各主要组件的功能2．1 微波频谱仪的基本工作原理为了能动态地观察被测信号的频谱，现代频谱仪大多采用扫频超外差式接收方案，利用扫频第一本振的方法，被测信号经混频后得到固定的中频信号，经不同带宽滤波器后，就能观察到频差较小的两个信号。
在宽带外差式频谱仪设计中，为消除镜像和多重响应等干扰，常采用两种方案：第一种是采用预选器；第二种是采用上变频。
由于预选器频率受下限限制，宽带频谱仪总是被划分成高、低两个波段。
低波段采用高中频的方案，它只要一个固定的低通滤波器而不是可调的低通或带通就可以对镜像进行抑制。
高波段采用预选器对输入信号进行预选，有效地抑制镜像。
图1是HP859X系列频谱仪的简化原理框图。
微波信号经输入衰减器后被分成两路，分别输入到高、低两个波段。
在低波段，频率为9kHz～2．95GHz的信号被切换到第一变频器中的基波混频器部分（MXR1），得到第一中频F1IF（3．9214MHz），F1IF经过第二变频器得到第二中频F2IF（321．4MHz）。
高波段，频率为2．75GHz～22GHz的信号被切换到预选器（YTF），预选后的信号输入到第一变频器中的谐波混频器部分（MXR2），得到第二中频F2IF。
F2IF经第三变频器变换得到第三中频F3IF（21．4MHz）。
在该中频上，对信号进行处理，使信号经不同带宽滤波器的选择，再经过线性及对数放大、检波、数字量化和显示。
调谐方程如下：式中：N为谐波混频次数，F1LO为第一本振频率，F2LO为第二本振频率，FRF为输入信号频率。
2．2 各主要组件的功能输入衰减器是0～70dB；以10dB步进的程控衰减器，主要用途是扩大频谱仪的幅度测量范围，使幅度测量上限扩展到＋30dBm。
频谱仪原理及使用方法
频谱仪原理及使用方法频谱仪是一种将信号电压幅度随频率变化的规律予以显示的仪器。
频谱仪在电磁兼容分析方面有着广泛的应用，它能够在扫描范围内精确地测量和显示各个频率上的信号特征，使我们能够“看到”电信号，从而为分析电信号带来方便。
1.频谱仪的原理频谱仪是一台在一定频率范围内扫描接收的接收机，它的原理图如图1所示。
频谱分析仪采用频率扫描超外差的工作方式。
混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频，当混频的频率等于中频时，这个信号可以通过中频放大器，被放大后，进行峰值检波。
检波后的信号被视频放大器进行放大，然后显示出来。
由于本振电路的振荡频率随着时间变化，因此频谱分析仪在不同的时间接收的频率是不同的。
当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时，屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度，将不同频率上信号的幅度记录下来，就得到了被测信号的频谱。
进行干扰分析时，根据这个频谱，就能够知道被测设备或空中电波是否有超过标准规定的干扰信号以及干扰信号的发射特征。
2.频谱分析仪的使用方法要进行深入的干扰分析，必须熟练地操作频谱分析仪，关键是掌握各个参数的物理意义和设置要求。
(1)频率扫描范围通过调整扫描频率范围，可以对所要研究的频率成分进行细致的观察。
扫描频率范围越宽，则扫描一遍所需要时间越长，频谱上各点的测量精度越低，因此，在可能的情况下，尽量使用较小的频率范围。
在设置这个参数时，可以通过设置扫描开始频率目”无“’。
04朋和终止频率来确定，例如:startfrequeney=150MHz，stopfrequency=160MHz;也可以通过设置扫描中心频率和频率范围来确定，例如:eenterfrequeney=155MHz，span=10MHz。
这两种设置的结果是一样的。
Span越小，光标读出信号频率的精度就越高。
一般扫描范围是根据被观测的信号频谱宽度或信道间隔来选择。
如分析一个正弦波，则扫描范围应大于2f(f为调制信号的频率)，若要观测有无二次谐波的调制边带，则应大于4f。
频谱仪操作使用指南
频谱仪操作使用指南频谱仪是一种用来显示信号频谱分布的仪器，用于分析信号的频率、功率和幅度等参数。
频谱仪广泛应用于通信、广播、电子、雷达等领域，在调试和故障排除中起着至关重要的作用。
下面是频谱仪的操作使用指南。
一、频谱仪的基本原理和组成部分1.频谱仪的原理：频谱仪通过将输入信号分解成一系列不同频率的正弦波，然后测量每个正弦波的幅度和相位，最后将结果显示在屏幕上，形成频谱图。
2.频谱仪的组成部分：-输入部分：用于接收待测信号的输入接口，常见的有天线接口、信号源接口等。
-信号处理部分：将接收到的信号进行放大、滤波和混频等处理，以便进行频谱分析。
-显示部分：将处理后的信号以图形的方式显示在屏幕上，通常有频谱图、扫描图和水平轴等。
-控制部分：用于设置和调整频谱仪的参数，如中心频率、带宽、参考电平等。
二、频谱仪的操作流程1.连接信号源：将待测信号源与频谱仪进行连接，确保输入信号的准确性和稳定性。
2.设置基本参数：首先设置中心频率，即希望观察的信号的中心频率。
然后设置带宽，即希望观察的信号的频率范围。
最后设置参考电平，用于设定垂直轴的单位和刻度。
3.调整时间/功率纵轴：根据需要，选择时间或功率纵轴显示模式。
在时间模式下，频谱仪以时间为基准显示信号的幅度和相位信息；在功率模式下，频谱仪通过电平来显示信号的幅度。
4.检查实时扫描图：启动实时扫描图功能，观察信号在不同频率下的强度变化情况。
可以通过调整带宽和参考电平来获取所需的图像效果。
5.分析频谱图：通过频谱图可以观察信号的频率分布情况。
可以对频谱图进行放大、缩小、移动等操作，以便更详细地分析和观察信号。
6.添加标记和测量：根据需要，可以添加标记来测量信号的频率、功率、幅度等参数。
频谱仪通常提供了多种测量方式，如峰值、平均、最大、最小等。
7.导出和保存数据：频谱仪通常具有数据导出和保存的功能，可以将分析结果导出到计算机或其他设备中，以便后续处理和分析。
三、频谱仪的使用注意事项1.频谱仪的输入信号要求稳定且幅度适当，过大或过小的输入信号都会影响测量结果的准确性和可靠性。
频谱分析仪的工作原理和使用方法研讨(ppt 70页)
2 频谱分析仪的工作原理
频
谱
分 析
2.1 频谱分析仪的类型
仪
的 工
2.1.1.
实时频谱分析仪
作
原 理
2.1.2.
扫频频谱分析仪
和
使 用
2.2 超外差扫频频谱分析仪的工作原理
方 法
2.3 基波及谐波混频
2 频谱分析仪的工作原理
频
谱
分 析
我们知道，当一个信号随时间做周期或准周期
问题 6 频谱分析仪使用实例－
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
频
谱
分 析
1.1 时域分析
仪
的 工
1.2 频域分析
作
原 理
1.3 频谱仪的发展
和
使
用
方
法
1 概述
法
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
频
谱
分 析
30年代末期，第一代扫频式频谱仪诞生。
仪 的
60年代末期，可以为频谱仪提供频率和幅度的校准，
工 作
前端预选的频谱仪问世，它标志着频谱仪从此进入了
原 理
定量测试的时代。
和 使
70年代末，随着集成电路技术，快速A/D变换技术，
频谱分析仪的工作原理和使用方法
频
谱
分 析
1.
仪
的 工
2
作
原 理
3
和
使 用
4
方
频谱分析仪的工作原理
频谱分析仪的工作原理
频谱分析仪是一种用于测量信号频谱特性的仪器，它可以将信号的频谱特性以图形的形式显示出来，从而帮助工程师分析和处理信号。
频谱分析仪的工作原理主要包括信号输入、信号处理和频谱显示三个部分。
首先，信号输入部分。
当被测信号进入频谱分析仪时，首先经过输入端口，然后经过放大器放大信号，接着进入混频器进行频率变换，将高频信号转换为中频信号，这样可以减小后续处理电路的带宽要求。
其次，信号处理部分。
经过混频器转换后的中频信号进入滤波器，滤波器可以滤除杂散信号，使得信号更加纯净。
接着，中频信号进入检波器，检波器可以将信号转换为直流信号，然后进入解调器，解调器可以对信号进行解调处理，最终得到被测信号的频谱特性数据。
最后，频谱显示部分。
经过信号处理后得到的频谱特性数据通过微处理器进行数字信号处理，然后送入显示器进行显示。
显示器可以将频谱特性以图形的形式直观地显示出来，包括频谱图、频谱密度图等，工程师可以通过观察这些图形来分析信号的频谱特性。
总的来说，频谱分析仪的工作原理是通过信号输入、信号处理和频谱显示三个部分相互配合，将被测信号的频谱特性以图形的形式显示出来，从而帮助工程师分析和处理信号。
通过频谱分析仪，工程师可以了解信号的频谱分布、频谱密度、谐波情况等重要特性，为信号处理和系统优化提供重要参考。
频谱仪的原理和应用是什么
频谱仪的原理和应用是什么1. 频谱仪的原理频谱仪是一种用于测量信号频谱的仪器。
它基于傅里叶变换的原理，将时域信号转换为频域信号，并以图形的形式展示出信号在不同频率上的能量分布。
频谱仪有以下几个主要的原理：1.1 傅里叶变换傅里叶变换是频谱仪原理中最核心的部分。
频谱仪通过傅里叶变换将时域信号转换为频域信号。
傅里叶变换的数学公式为：$$F(w) = \\int_{-\\infty}^{\\infty}f(t)e^{-jwt}dt$$其中，F(w)是频谱，f(t)是时域信号，w是频率。
1.2 采样和量化频谱仪在对信号进行傅里叶变换之前，需要先对信号进行采样和量化处理。
采样是指以一定的时间间隔对信号进行离散采样，而量化是指将采样到的信号幅度离散化为一系列的离散值。
1.3 快速傅里叶变换（FFT）快速傅里叶变换（FFT）是一种高效的计算傅里叶变换的算法。
它通过将信号分解为多个频率分量，并利用分解后的频率分量之间的关系，快速计算出傅里叶变换的结果。
FFT在频谱仪中被广泛使用，能够大幅提高计算效率。
2. 频谱仪的应用频谱仪具有广泛的应用领域，以下列举了一些主要的应用：2.1 通信系统中的频谱分析在无线通信系统中，频谱仪用于分析和监测无线信号的频谱分布。
通过对无线信号进行频谱分析，可以了解其带宽、占用的频率范围等信息。
这对于频谱资源的合理分配和无线电干扰的检测都非常重要。
2.2 无线电频率规划频谱仪可以帮助无线电频率规划人员确定何时和何地可以使用某个频率段。
通过对现有频谱的分布情况进行分析，可以避免不同频率信号之间的干扰，从而提高通信质量和功率效率。
2.3 音频和视频分析频谱仪在音频和视频分析中也扮演着重要角色。
在音频系统中，频谱仪可以用来分析音频信号的频域特性，例如音量、频率响应等。
在视频系统中，频谱仪可以用来分析视频信号的频域特性，例如色彩平衡、亮度均匀性等。
2.4 物理实验中的频谱分析频谱仪在物理实验中也有广泛应用。
频谱仪原理
频谱仪原理频谱仪是一种用于测量信号频谱的仪器。
它能够将信号分解为它们的不同频率成分，从而提供关于信号频率和幅度的有用信息。
这篇文章将介绍频谱仪的原理、使用和应用。
一、频谱仪原理频谱仪原理基于信号的傅里叶变换。
傅里叶变换将信号分解为频率域中的不同频率成分。
频谱仪使用离散傅里叶变换（DFT）或快速傅里叶变换（FFT）对信号进行傅里叶变换，并显示信号的频率谱。
当信号在频谱仪的输入端口上输入时，输入信号经过一个射频放大器放大，然后经过一个带通滤波器，滤掉除待测信号外的其他无关信号。
接下来，信号被送入一个混频器，与一个参考信号混频。
这样，信号的频率被转移到中频带宽内，同时也被下变频到合适的数字范围。
由于数字信号可以使用数字信号处理技术进行分析和处理，因此混频和下变频使信号能够更好地处理。
然后，信号进入一个快速傅里叶处理器进行数字傅里叶变换，从而得到信号的频谱。
这个频谱被存储在内存中，并在显示器上以谱线的形式显示。
每个谱线表示信号的一个频率成分的幅度，同时也可以显示信号的相位信息。
二、频谱仪的使用使用频谱仪时，需要首先将频谱仪设置为合适的频段和分辨率带宽，然后将测量对象连接到频谱仪的输入端口。
当信号输入时，频谱仪会将该信号分解为其组成的频率成分，并显示在频谱仪的显示屏上。
使用频谱仪时，需要注意以下几点：1、频谱仪需要被正确的校准，以确保测量结果的准确性和可靠性。
2、在测量前需要确定所需的分辨率带宽，这会影响信号的调制特性和显示质量。
3、频谱仪应该适当地处理测量信号的幅度范围，可以使用自动增益控制（AGC）来抵消信号的幅度变化。
4、频谱仪的分辨率带宽应该适当，分辨率带宽越宽，可测量的信号频率带宽范围就越大，但分辨率也会降低。
三、频谱仪的应用频谱仪的应用范围非常广泛。
以下是频谱仪在不同领域的应用：1、无线电和通信领域。
频谱仪可用于测量无线电和通信系统的信号质量和背景噪声水平，判定是否存在干扰信号，并识别干扰源。
频谱分析仪原理
频谱分析仪原理
频谱分析仪是一种用来测量信号频谱分布的仪器。
它基于傅里叶变换的原理，将时域信号转换为频域上的能量分布。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 采样：首先，频谱分析仪对待测信号进行采样，将连续的信号转换为离散的样本点。
2. 加窗：为了避免频谱泄露和干扰，对采样得到的样本数据进行窗函数处理。
窗函数可以减少信号末端样本的突变，提高频谱分辨率。
3. 傅里叶变换：采用傅里叶变换算法，将时域信号转换为频域上的能量分布。
这可以通过离散傅里叶变换（DFT）或快速傅里叶变换（FFT）实现。
4. 数据处理：对傅里叶变换的结果进行幅度和相位的计算，得到频谱图。
通常，频谱图以频率为横轴，能量或幅度为纵轴进行表示。
5. 显示和分析：最后，频谱分析仪将频谱图以图形的形式显示出来，便于用户对信号频谱进行直观的观察和分析。
用户可以根据频谱图上不同频率分量的能量分布，进行信号的频率测量、信号波形恢复、噪声干扰分析等应用。
总的来说，频谱分析仪的工作原理是通过采样、加窗和傅里叶变换等步骤，将时域信号转换为频域上的能量分布，从而实现
对信号频谱分布的测量与分析。
通过频谱分析，可以获取信号在不同频率上的能量分布情况，为用户提供有关信号特性和干扰情况的重要信息。
频谱治疗仪的工作原理
频谱治疗仪的工作原理
频谱治疗仪是一种基于频谱分析原理的医疗设备，它被广泛用于疾病诊断和治疗。
它的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 采集信号：频谱治疗仪通过传感器或电极将生理信号（比如心电图、脑电图）或疾病信号采集下来，并转化为电信号。
2. 信号处理：采集到的电信号经过放大和滤波等处理，消除噪音和干扰，以增强信号的质量。
3. 频谱分析：处理后的信号被转化为频域信号（频谱图），通过傅里叶变换等数学算法，将信号分解为不同频率成分。
4. 信号特征提取：在频谱中，医生或算法可以提取出与疾病相关的特征指标，比如特定频率的出现频率、振幅、变化趋势等。
5. 诊断和治疗：根据提取出的特征指标，医生可以判断病情，并采取相应的治疗措施。
治疗通常是通过准确的频率脉冲或波形刺激身体，调节受损器官或系统的功能。
总的来说，频谱治疗仪通过采集信号、处理信号、频谱分析、提取信号特征，最终实现疾病的诊断和治疗。
通过准确的信号分析和刺激，它可以帮助医生更好地了解病情和选择合适的治疗方法。
频谱分析仪的工作原理
频谱分析仪的工作原理首先，频谱分析仪对输入信号进行采样。
采样是指以固定的时间间隔对输入信号进行离散化处理。
这可以通过将连续信号分成许多离散数据点来实现。
为了获得准确的频谱分析结果，必须以足够高的采样率对信号进行采样。
采样率应满足奈奎斯特采样定理，即采样率应大于信号最高频率的两倍。
接下来，频谱分析仪对采样信号进行频谱变换。
常见的频谱变换有离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）。
DFT将离散信号转换为离散频谱分量，而FFT是DFT的高效实现，在计算上更加快速。
DFT和FFT将采样信号从时域转换为频域。
在频域中，信号表示为幅度和相位谱线。
幅度谱线显示了信号在不同频率上的幅度大小，而相位谱线显示了信号在这些频率上的相位信息。
频谱分析仪可以通过提取幅度和相位谱线来分析信号的组成部分。
最后，频谱分析仪将频谱分量显示给用户。
谱线显示通常以图形形式呈现，其中横轴表示频率，纵轴表示幅度。
用户可以直观地观察频谱的形状，并对信号进行分析和解释。
频谱分析仪可以应用于各种领域，包括通信、音频、无线电、声学、振动等。
在通信中，频谱分析仪可以用于监测信号质量、检测干扰和频率偏移等。
在音频中，频谱分析仪可以用于音频信号处理、音乐制作和音频设备调试。
在无线电中，频谱分析仪可以用于无线电台检测、频谱监测和频率规划。
在声学中，频谱分析仪可以用于声学测试、噪声分析和音频研究。
在振动中，频谱分析仪可以用于机械振动测试、结构动力学分析和故障诊断。
总而言之，频谱分析仪通过采样、频谱变换和谱线显示的过程，将输入信号转换为频谱分量的幅度谱线。
其工作原理涉及时间域和频率域的转换，以方便信号的分析和调试。
频谱分析仪在各个领域都有广泛的应用，对于信号的分析、故障诊断和设备调试非常重要。
频谱分析仪常见故障分析与处理
图１频谱分析仪基本组成框 图
作者 简介 ： 王永 利 ， 陕西 长岭 电子科 技有 限 责任 公 司。
第３ ２卷第 ９期
王永利 ： 频谱分析仪 常见故障分析与处理
在这里着重介绍一下频谱仪的液 晶显示屏 ， 液晶显示器发 触点接触不 良或模块损坏 ， 导致插损异常 ， 引起测试 幅度 出的来光是它内部灯管发出的， 灯管特性类似于家用 日 光 不准确 ，解决办法是清洁触点进行修复或者更换模块。 要 灯， 但它正常工作时需要４ ０ ０ —８ ０ ０ Ｖ 的高压 ， 若灯管不亮 ， 是本振电路故障 ， 可在本振 电路的参考环 、 取样环 、 耦合 器、 隔离器 、 放大器等端 口进行检查测试 ， 对损坏 的器件进 行更换修复 ， 必要 时更换整个部件。 而对于变频器常见故
控， 或者 由微处理器控制 ， 根据输入信号幅度大小改变频 谱分析仪的总增益 ， 它 的变化范围就决定 了参考 电平的范 围。 对数放大电路决定 了频谱分析仪的显示动态范围和它 的增益分档调节 。 检波 电路一般都是峰值检波再滤波。 频谱 分析仪 的输入信号 一般 以２ ． ９ Ｇ Ｈ ｚ 频率 为分界 点， 低于２ ． ９ Ｇ Ｈ ｚ 的信号为低波段信号 ， 而频率高于２ ． ９ Ｇ Ｈ ｚ 的信号为高波段信号。 低波段 的信号与第一本振的基波混 频后得到第一中频 ， 再经滤波后到第二变频器 ， 第 一中频 信号与第二本振差频得到第二 中频信号 ， 再与第三本振混 频得到所需中频信号 ； 而高波段信号经预选后与第一本振
第３ ２卷第 ９期
Ｖｏ Ｉ ＿ ３ ２ Ｎｏ ． ９
企 业 ＤＥＶＥＬ０ＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩ Ｓ Ｅ
２ ０ １ ３年 ３月
E4407B频谱仪原理及故障检修
E4407B频谱分析仪的工作原理与故障检修
第六图书馆
E4407B频谱分析仪是安捷伦公司推出的一款理想的中档性能便携式频谱分析工具,主要用以进行一般性射频和微波分析。
频率范围为9kHz-26.5GHz,测量速度为每秒更新50次,总体幅值精确度为0.4dB,灵敏度为-167dBm,具有内部前置放大器,只要
5min预热时间,就能保证测量精度。
E4407B频谱分析仪是安捷伦公司推出的一款理想的中档性能便携式频谱分析工具,主要用以进行一般性射频和微波分析。
频率范围为9kHz-26.5GHz,测量速度为每秒更新50次,总体幅值精确度为0.4dB,灵敏度为-167dBm,具有内部前置放大器,只要5min预热时间,就能保证测量精度。
频谱分析仪 故障检修 工作原理 安捷伦公司前置放大器 分析工具 频率范围 测量速度国外电子测量技术刘辉中国电子科技集团公司第38研究所,合肥2300312007第六图书馆
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微波频谱仪的工作原理及常见故障的检修
频谱分析仪是微波测量中必不可少的测量仪器之一，它能对信号的谐波分量、寄生、交调、噪声边带等进行很直观的测量和分析，因此，广泛应用于微波通信网络、雷达、电子对抗、空间技术、卫星地面站、EMC测试等领域。
2 微波频谱仪的基本工作原理和各主要组件的功能
2．1 微波频谱仪的基本工作原理
为了能动态地观察被测信号的频谱，现代频谱仪大多采用扫频超外差式接收方案，利用扫频第一本振的方法，被测信号经混频后得到固定的中频信号，经不同带宽滤波器后，就能观察到频差较小的两个信号。
在宽带外差式频谱仪设计中，为消除镜像和多重响应等干扰，常采用两种方案：第一种是采用预选器；第二种是采用上变频。
由于预选器频率受下限限制，宽带频谱仪总是被划分成高、低两个波段。
低波段采用高中频的方案，它只要一个固定的低通滤波器而不是可调的低通或带通就可以对镜像进行抑制。
高波段采用预选器对输入信号进行预选，有效地抑制镜像。
图1是HP859X系列频谱仪的简化原理框图。
微波信号经输入衰减器后被分成两路，分别输入到高、低两个波段。
在低波段，频率为9kHz～2．95GHz的信号被切换到第一变频器中的基波混频器部分（MXR1），得到第一中频F1IF（3．9214MHz），F1IF经过第二变频器得到第二中频F2IF（321．4MHz）。
高波段，频率为2．75GHz～22GHz的信号被切换到预选器（YTF），预选后的信号输入到第一变频器中的谐波混频器部分（MXR2），得到第二中频F2IF。
F2IF经第三变频器变换得到第三中频F3IF（21．4MHz）。
在该中频上，对信号进行处理，使信号经不同带宽滤波器的选择，再经过线性及对数放大、检波、数字量化和显示。
调谐方程如下：
式中：N为谐波混频次数，F1LO为第一本振频率，F2LO为第二本振频率，FRF为输入信号频率。
2．2 各主要组件的功能
输入衰减器是0～70dB；以10dB步进的程控衰减器，主要用途是扩大频谱仪的幅度测量范围，使幅度测量上限扩展到＋30dBm。
它不但用于保护第一变频器过载，并且用于优化混频
器电平以实现最大的测量动态范围。
该衰减器的默认状态设置是10dB，用于改善频谱仪和被测源之间的匹配。
第一本振采用YIG调谐振荡器（YTO），它具有主线圈和副线圈两个控制端口，改变流过线圈中的电流的大小就可以改变输出频率。
扫频是利用一个斜波信号加在YTO驱动电路上来实现的。
它提供的频率范围为3～6．8GHz，用于驱动第一变频器；扫描斜波发生器产生－10V～＋10V的扫描电压，变换成斜波电流后，用于驱动YTO的扫频。
通常利用跟踪锁频技术或频率合成技术，将本振锁定在参考源上，以提高本振的调谐准确度和稳定度。
变频器的作用就是将微波信号变换成低频，对于频率范围为9kHz～22GHz的宽带频谱仪，它的第一变频器中包含有两个混频器，一个是用于低波段的基波混频器，另一个是用于高波段的谐波混频器。
变频器中还包括6dB衰减器、单刀双掷开关及匹配网络等。
它们分别在石英和陶瓷衬底上，是采用微带技术与集总元件相结合来实现的。
因此，第一变频器是宽带频谱仪中最关键的微波部件之一。
第二变频器主要完成第一中频到第二中频的变换。
本振频率是3．6GHz，它由600MHz倍频获得。
第三变频器将第二中频变换到第三中频，其本振为300MHz。
步进增益放大器对第三中频信号进行放大，主要用于参考电平和衰减器变化时整机增益的调整。
带宽滤波器可以提供3MHz～30Hz以1、3、5为步进的多种不同的分辨率带宽。
调谐滤波器（YTF），用于预选信号，该器件是宽带微波器件，具有30kHz的滤波带宽，设计上总是被第一本振所调谐，并有一个固定的频差（F2IF）。
对数放大器是将信号作对数处理，扩大测量显示动态范围。
交流信号由检波器转化为视频信号，再进行数字量化。
经过各种运算得到的测量结果输出在显示器上。