现代电子测量-频谱分析仪
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）。
什么是频谱分析仪,频谱分析仪的工作原理是什么,频谱分析仪怎样使用？
什么是频谱分析仪，频谱分析仪的工作原理是什么，频谱分析仪怎样使用？什么是频谱分析仪？频谱分析仪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仪器。
它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。
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赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。
仪器内部若采用数字电路和微处理器，具有存储和运算功能；配置标准接口，就容易构成自动测试系统。
频谱分析仪的工作原理以及应用方面推广：频谱分析仪的组成及工作原理图1所示为扫频调谐超外差频谱分析仪组成框图。
输入信号经衰减器以限制信号幅度，经低通输入滤波器滤除不需的频率，然后经混频器与本振（LO）信号混频将输入信号转换到中频（IF）。
LO 的频率由扫频发生器控制。
随着LO频率的改变，混频器的输出信号（它包括两个原始信号，它们的和、差及谐波，）由分辨力带宽滤波器滤出本振比输入信号高的中频，并以对数标度放大或压缩。
然后用检波器对通过IF滤波器的信号进行整流，从而得到驱动显示垂直部分的直流电压。
随着扫频发生器扫过某一频率范围，屏幕上就会画出一条迹线。
该迹线示出了输入信号在所显示频率范围内的频率成分。
频谱仪各部分作用及显示信号分析输入衰减器：保证频谱仪在宽频范围内保持良好匹配特性，以减小失配误差;保护混频器及其它中频处理电路，防止部件损坏和产生过大的非线性失真。
混频器：完成信号的频谱搬移，将不同频率输入信号变换到相应中频。
在低频段（《3GHz）利用高混频和低通滤波器抑制镜像干扰;在高频段（》3GHz）利用带通跟踪滤波器抑制镜像干扰。
本振（LO）：它是一个压控振荡器，其频率是受扫频发生器控制的。
其频率稳定度锁相于参考源。
扫频发生器：除了控制本振频率外，它也能控制水平偏转显示，锯齿波扫描使频谱仪屏幕上从左到右显示信号，然后重复这个扫描不断更新迹线。
频谱分析仪解决方案
频谱分析仪解决方案一、概述频谱分析仪是一种用于测量和分析信号频谱特性的仪器，广泛应用于无线通信、电子设备测试、音频与视频处理等领域。
本文将介绍一种频谱分析仪解决方案，包括其原理、技术特点、应用场景和优势。
二、原理频谱分析仪基于傅里叶变换原理，将时域信号转换为频域信号，通过显示信号在频率上的分布情况，帮助用户了解信号的频谱特性。
它可以测量信号的频率、幅度、相位等参数，并提供频谱图、功率谱密度图等图形显示。
三、技术特点1. 宽频带覆盖：频谱分析仪具有宽频带覆盖能力，可以处理从几千赫兹到数十吉赫兹的信号。
2. 高精度测量：采用高精度的采样和数字信号处理技术，能够实现对信号参数的精确测量。
3. 实时性能：具备实时处理能力，可以对连续变化的信号进行实时监测和分析。
4. 多功能操作：支持多种测量模式和参数设置，满足不同应用场景的需求。
5. 用户友好界面：提供直观的操作界面和数据显示，方便用户快速掌握仪器的使用方法。
四、应用场景1. 通信领域：频谱分析仪在无线通信系统的规划、优化和故障排查中起到重要作用。
它可以帮助工程师分析信号的频谱利用率、干扰情况等，提供有效的解决方案。
2. 电子设备测试：频谱分析仪可用于电子设备的调试和测试，包括射频电路、信号发生器、功率放大器等。
通过对信号频谱特性的分析，可以发现和解决电路中的问题。
3. 音频与视频处理：频谱分析仪可用于音频和视频信号的处理与分析。
例如，在音频系统中，可以通过分析频谱特性来优化音频设备的参数设置，提高音质和音量。
4. 科学研究：频谱分析仪在科学研究中也有广泛应用，如天文学、地球物理学等领域。
它可以帮助研究人员分析和研究信号的频谱特性，探索自然界的规律。
五、优势1. 高性能：频谱分析仪采用先进的技术和算法，具有高灵敏度、高分辨率和高动态范围等优势，能够满足复杂信号分析的需求。
2. 可靠性：经过严格的质量控制和测试验证，频谱分析仪具有良好的稳定性和可靠性，可长时间稳定工作。
频谱分析仪几大技术指标及操作规程
频谱分析仪几大技术指标及操作规程频谱分析仪几大技术指标频谱分析仪是一种多用途的电子测量仪器，它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。
对于频谱分析仪你还想了解更多吗？下文就来给大家认真介绍一下它的技术指标：1、输入频率范围指频谱仪能够正常工作的最大频率区间，以HZ表示该范围的上限和下限，由扫描本振的频率范围决议，现代频谱仪的频率范围通常可从低频段至射频段，甚至微波段，如1KHz～4GHz，这里的频率是指中心频率，即位于显示频谱宽度中心的频率。
2、辨别力带宽指辨别频谱中两个相邻重量之间的最小谱线间隔，单位是HZ，它表示频谱仪能够把两个彼此靠得很近的等幅信号在规定低点处辨别开来的本领，在频谱仪屏幕上看到的被测信号的谱线实际是一个窄带滤波器的动态幅频特性图形（仿佛钟形曲线），因此，辨别力取决于这个幅频生的带宽，定义这个窄带滤波器幅频特性的3dB带宽为频谱仪的辨别力带宽。
3、灵敏度指在给定辨别力带宽、显示方式和其他影响因素下，频谱仪显示最小信号电平的本领，以dBm、dBu、dBv、V等单位表示，超外差频谱仪的灵敏度取决于仪器的内噪声，当测量小信号时，信号谱线是显示在噪声频谱之上的，为了易于从噪声频谱中看清楚信号谱线，一般信号电平应比内部噪声电平高10dB，另处，灵敏度还与扫频速度有关，扫频速度赶快，动态幅频特性峰值越低，导致灵敏度越低，并产生幅值差。
4、动态范围指能以规定的精准度测量同时显现在输入端的两个信号之间的最大差值，动态范围的上限爱到非线性失真的制约，频谱仪的幅值显示方式有两种：线性的对数，对数显示的优点是在有限的屏幕有效的高度范围内，可获得较大的动态范围，频谱仪的动态范围一般在60dB以上，有时甚至达到100dB以上。
5、频率扫描宽度（Span）另有分析谱宽、扫宽、频率量程、频谱跨度等不同叫法。
通常指频谱仪显示屏幕最左和最右垂直刻度线内所能显示的响应信号的频率范围（频谱宽度），依据测试需要自动调整，或人为设置，扫描宽度表示频谱仪在一次测量（也即一次频率扫描）过程中所显示的频率范围，可以小于或等于输入频率范围，频谱宽度通常又分为三种模式：①全扫频：频谱仪一次扫描它的有效频率范围；②每格扫频：频谱仪一次只扫描一个规定的频率范围，用每格表示的频谱宽度可以更改；③零扫频频率宽度为零，频谱仪不扫频，变成调谐接收机；6、扫描时间（Sweep Time，简作ST）即进行一次全频率范围的扫描、并完成测量所需的时间，也叫分析时间，通常扫描时间越短越好，但为保证测量精度，扫描时间必需适当，与扫描时间相关的因素紧要有频率扫描范围、辨别率带宽、视频滤波，现代频谱仪通常有多档扫描时间可选择，最小扫描时间由测量通道的电路响应时间决议。
电子测量与仪器第八章频率域测量频谱分析仪
2023/5/16
电子测量与仪器第八章频率域测量频 谱分析仪
•8.1 频率域测量概述
一、频域测量的任务： 两大任务：
１、线性系统频率特性测量： 集总参数、分布参数；准静态系统(低频、高频、
微波)；不同的波段，用不同的仪器： 高频段(30-300MHz)：扫频仪 微波段(300M-300GHz)：网络分析仪 (非绝对分法)
相位信息。适用于连续信号和周期信号的频谱测量。 扫频式分析：使分析滤波器的频率响应在频率轴上 扫描。 差频式分析（外差式分析）：利用超外差接收机的 原理，将频率可变的扫频信号与被分析信号进行差 频，再对所得的固定频率信号进行测量分析，由此 依次获得被测信号不同频率成分的幅度信息。这是 模拟式频谱仪最常采用的方法。
电子测量与仪器第八章频率域测量频 谱分析仪
•二、顺序滤波式频谱仪
也这叫种档方级法滤简波单频易谱行仪，，但由在多频个带通较带宽互或相较衔高接频的段 带 的情通况滤下波需器要和大共量用滤检波波器器，构仪成器。体用积多过个大频；率由固于定通带且 相 窄，邻的分窄辨带力带和通灵滤敏波度器都阵不列是来很区高分。被一测般信用号于的低各频种段频的
• 滤波器响应时间（建立时间） 信号从加到滤波器输入端到获得稳定输出所需的
时间。通常用达到稳幅幅度的90％所需的时间TR来 表述，它与绝对带宽B成反比：TR∝1/B。
宽带滤波器的响应时间短，测量速度快；窄带滤 波器建立时间较长，但频率分辨率更高、信噪比好。 响应时间限制了频谱仪的扫描分析速度，影响实时频 谱分析的实现。
III：150~300MHz，由II倍频得到
电子测量与仪器第八章频率域测量频 谱分析仪
一、外差式频谱仪的组成 主要包括输入通道、混频电路、中频处理 电路、检波和视频滤波等部分。
电子测量分类
信号发生器(包括函数发生器)为检修、调试电子设备和仪器时提供信号源。它是一种能够产生一定波形、频率和幅度的振荡器。例如：产生正弦波、方波、三角波、斜波和矩形脉冲波等。
4、多用电表
模拟式电压表、模拟多用表(即指针式万用表VOM)、数字电压表、数字多用表(即数字万用表DMM)都属此类。这是经常使用仪表。它可以用来测量交流/直流电压、交流/直流电流、电阻阻值、电容器容量、电感量、音频电平、频率、晶体管NPN或PNP电流放大倍数β值等。 晶体管特性图示仪
9 电感、电容、电阻参数测量仪，不仅能自动判断元件性质，而且能将符号图形显示出来，并显示出其值。其还能测量Q、D、Z、Lp、Ls、Cp、Cs、Kp、Ks等参数，且显示出等效电路图形。
除以上常用的电子测量仪器外，还有时间测量仪、电桥、相位计、动态分析器、光学测量仪、应变仪、流量仪等。
5、晶体管特性图示仪
晶体管特性图示仪是一种专用示波器，它能直接观察各种晶体管特性曲线及曲性簇。例如：晶体管共射、共基和共集三种接法的输入、输出特性及反馈特性；二极管的正向、反向特性；稳压管的稳压或齐纳特性；它可以测量晶体管的击穿电压、饱和电流、β或α参数等。集成电路测试仪
6、集成电路测试仪
8、红外测试仪
红外测试仪是一种非接触式测温仪器，它包括光学系统、电子线路，在将信息进行调制、线性化处理后达到指示、显示及控制的目的。目前已应用的红外测温仪有光子测温和热测温仪两种，主要用于电热炉、农作物、铁路钢轨、深埋地下超高压电缆接头、消防、气体分析、激光接收等温度测量及控制场合。
1、 频谱分析仪
频谱分析仪在频域信号分析、测试、研究、维修中有着广泛的应用。它能同时测量信号的幅度及频率，测试比较多路信号及分析信号的组成。还可测试手机逻辑和射频电路的信号。例如：逻辑电路的控制信号、基带信号，射频电路的本振信号、中频信号、发射信号等。
频谱分析仪可以测量哪些信号
频谱分析仪可以测量哪些信号频谱分析仪是一种用于测量信号频谱的仪器。
它可以将信号分解成不同频率的成分，并以图形的形式显示出来，方便工程师、技术人员对信号质量进行分析和优化。
那么，频谱分析仪可以测量哪些信号呢？下面我们来一一介绍。
1. 电子信号电子信号是指经过电子设备、线路等传输的信号，例如模拟信号、数字信号等等。
频谱分析仪可以通过对这类信号的采样和处理，将波形转换为频谱图，进而对信号的性质进行分析。
2. 无线电信号无线电信号是指通过无线电波传输的信号，例如无线电广播、电视信号、移动通信等。
频谱分析仪可以通过对这类信号的接收与解调，将其转换为频谱图，方便对信号特性进行调查和分析。
此外，频谱分析仪还可以分析无线信号的干扰、频道选择、调制方式等。
3. 声音信号声音信号是指由声音波形转化成电信号后经过传输的信号，例如录音信号、通话信号等。
频谱分析仪可以将声音信号转换为频谱图，分析音调、频率、声音压力等参数，还可以检测共振、谐波等现象，对声音信号的质量进行评估。
4. 光学信号光学信号是指通过光学传输的信号，例如光纤通信、激光测量、光学传感等。
频谱分析仪可以通过解读光学信号的峰值和谷值，分析光学信号的频率和波长，检测光学信号的失真和噪声等，对于光学传输的质量进行评估和优化。
5. 生物信号生物信号是指人体生理和生化活动所产生的信号，例如脑电波、心电信号、血氧信号等。
频谱分析仪可以通过对这些生物信号的采集和分析，了解人体内部保存信息的状态，帮助诊断疾病、监测病情、寻找治疗方案等。
总结以上是频谱分析仪可以测量的信号类型，无论是电子信号、无线电信号、声音信号、光学信号还是生物信号，都可以通过频谱分析仪来分析和优化。
虽然各个信号类型特性不同，但对于工程师、技术人员来说，频谱分析仪是一款必不可少的仪器，对于技术研究、质量控制、诊断治疗等方面都能起到较大的帮助。
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。
电子测量与仪器
电子测量与仪器概述电子测量是指通过电子元件和仪器来对电子电路进行测量和分析的过程。
在现代电子技术中，电子测量是非常重要的环节，它不仅用于电子设备的开发和测试，还用于故障排除和维修。
仪器的分类电子测量仪器根据测量对象和测量原理的不同，可以分为以下几类： - 示波器：用于显示和观察电压和电流的变化情况，能够直观地观察电子信号的形态和波形。
- 信号发生器：用于产生不同类型和频率的信号，以供电路测试和仿真。
- 频谱分析仪：用于分析和测量信号的频率和幅度，能够找到信号中的谐波和杂散分量。
- 逻辑分析仪：用于对数字电路进行分析和测试，能够捕捉和显示多个信号的状态。
- 电压表和电流表：用于测量电压和电流的大小。
- 电阻表：用于测量电路中的电阻值。
- 多米表：用于测量电路中的电容和电感值。
常见的电子测量技术1. 电压测量电压测量是电子测量中最常见的一种。
常用的电压测量方法有： - 万用表：能够测量直流和交流电压，具有较高的精度和灵敏度。
- 示波器：可以通过显示电压的波形和形态来观察和分析电压信号。
2. 频率测量频率测量是对信号频率进行测量和分析的过程。
常用的频率测量方法有： - 频率计：可以精确地测量信号的频率和周期。
- 频谱分析仪：能够将信号分解成频谱，并测量信号的频率和幅度。
3. 电阻测量电阻测量是对电路中电阻值的测量和评估。
常用的电阻测量方法有： - 电阻表：可以直接测量电路中的电阻值。
- 万用表：除了能够测量电压和电流外，还可以测量电阻值。
4. 电流测量电流测量是对电路中电流大小的测量和分析。
常用的电流测量方法有： - 万用表：可以直接测量电路中的直流和交流电流。
- 负载电流测试仪：用于测量高电流和大功率电路中的电流值。
电子测量的注意事项在进行电子测量过程中，需要注意以下几个方面： 1. 选用合适的测量仪器：根据测量对象和要求，选择合适的测量仪器，以确保测量结果准确可靠。
2. 保持仪器的正常工作状态：定期检查和维护测量仪器，确保其正常工作和准确度。
频谱分析仪的使用方法
频谱分析仪的使用方法频谱分析仪是一种用于测量信号频谱的仪器，它可以帮助我们分析信号的频率成分和功率分布，对于电子、通信、无线电等领域的工程师和技术人员来说，频谱分析仪是一种非常重要的工具。
在本文中，我们将介绍频谱分析仪的基本使用方法，希望能够帮助读者更好地掌握这一工具的操作技巧。
首先，使用频谱分析仪之前，我们需要确保设备的连接是正确的。
通常情况下，频谱分析仪会有一个输入端和一个输出端，我们需要将待测信号连接到输入端，并将输出端连接到显示设备或者记录设备上。
在连接好设备之后，我们需要打开频谱分析仪，并进行一些基本的设置。
接下来，我们需要设置频谱分析仪的中心频率和带宽。
中心频率是我们希望观测的信号频率，而带宽则是我们希望观测的频率范围。
通过设置这两个参数，我们可以确保频谱分析仪能够准确地捕捉到我们感兴趣的信号。
在设置好中心频率和带宽之后，我们需要调整频谱分析仪的分辨率带宽。
分辨率带宽是指频谱分析仪在测量信号时的频率分辨能力，通常情况下，分辨率带宽越小，频谱分析仪的测量精度就越高。
因此，我们需要根据实际情况来调整分辨率带宽，以确保我们能够获得准确的测量结果。
在进行测量之前，我们还需要注意一些其他的设置，比如参考电平、RBW（分辨率带宽）、VBW（视频带宽）等参数的设置。
这些参数会影响到频谱分析仪的测量结果，因此我们需要根据实际情况来进行调整。
当所有的设置都完成之后，我们就可以开始进行信号的测量和分析了。
在测量过程中，我们需要注意观察频谱分析仪的显示屏，以确保我们能够及时地发现信号的变化。
同时，我们还可以通过调整频谱分析仪的参数，比如RBW和VBW，来获得更加详细和准确的测量结果。
除了基本的测量功能之外，一些先进的频谱分析仪还具有其他的功能，比如谐波分析、调制解调功能、无线电频谱监测等。
这些功能可以帮助我们更加全面地了解信号的特性，对于一些特定的应用场景来说，可能会有非常重要的意义。
总的来说，频谱分析仪是一种非常重要的测量工具，它可以帮助我们分析信号的频率成分和功率分布，对于电子、通信、无线电等领域的工程师和技术人员来说，掌握频谱分析仪的使用方法是非常重要的。
《频谱分析仪讲》课件
航空航天
在航空航天领域， 频谱分析仪被广泛 应用于飞行器通信 和雷达系统的频谱 分析和故障诊断。
电磁兼容性 测试
频谱分析仪可以用 于评估电磁兼容性， 检测和分析电子设 备之间的干扰情况。
音频分析
音频分析包括音频 信号的频谱分布、 谐波失真、杂散和 噪声等特性的分析。
五、频谱分析仪的市场现状与趋势
1 全球频谱分析仪市
分析范围不足
分析范围可以通过选用具有更大频率范围的 频谱分析仪来解决。
信号干扰
信号干扰可能会影响频谱分析结果，可以通 过优化测量环境、屏蔽干扰源等方式来解决。
校准问题
频谱分析仪的校准非常重要，可以定期进行 校准或选择具备自动校准功能的仪器。
七、总结与展望
频谱分析仪的发展 历程
频谱分析仪经过多年的发展， 已经成为电子测量领域中不 可或缺的重要工具。
未来发展方向
未来频谱分析仪将继续向更 高频率、更高精度、更智能 化的方向发展。
重点关注领域
未来频谱分析仪在5G通信、 物联网、射频芯片等领域将 发挥重要作用。
Res BW、VID BW、 RBW
Res BW指的是分辨带宽， VID BW指的是视频带宽， RBW指的是实时带宽。
信噪比、动态范围、 相位噪声
这些参数描述了频谱分析 仪的性能，包括信号与噪 声的比例、动态范围以及 相位噪声水平。
四、频谱分析仪的典型应用
无线电通信
频谱分析仪用于无 线电通信系统的频 谱监测、无线电干 扰分析等应用。
《频谱分析仪讲》PPT课 件
#ห้องสมุดไป่ตู้频谱分析仪讲
一、频谱分析仪的基本概念
频谱分析仪的定义
频谱分析仪是一种测量电信号频谱分布的仪器，用于分析信号的幅度和频率特性。
频谱分析仪U3741
频谱分析仪U3741频谱分析仪（spectrum analyzer）是一种仪器，用于测量电信号在频率域中的特性，可以检测出信号的频率、幅度、失真和杂波等信息。
U3741是一种综合性能优异的频谱分析仪，下面对其进行详细介绍。
一、U3741的主要优势U3741的主要优势包括：•超宽带宽覆盖范围：9 kHz~3.6 GHz。
•高灵敏度和高精度测量。
•便携式设计，易于携带和移动。
•可选的频率范围扩展模块，可拓展到26.5 GHz。
综合这些特点，U3741非常适合在电信、无线通信、电子设备测试等领域中使用。
二、U3741的功能特点U3741主要具备以下功能特点：1. 频谱分析U3741的主要功能是对频率的信号进行分析，可用于测量、监测和分析信号的频谱，频谱密度以及信号相关的参数，如带宽、中心频率、谷值和峰值等等。
同时，U3741还可以对多个信号进行同时分析和显示，极大地提高了工作效率。
2. 频段扫描U3741可以利用扫频功能扫描各种频段，用于寻找潜在的问题和干扰源以及对频段内的信号进行生动的观察和分析。
通过扫描功能，可以对任何特定的频率和频带进行测量和分析，方便用户提前进行预测和分析。
3. 向量信号分析U3741具备测量向量信号的功能，可以测量各种模拟信号的向量分量，方便用户了解各信号部分的具体频率分配和频域范围分布。
4. 带宽测量U3741还可以进行带宽测量，包括信号的峰值、中央值、谷值，还可以测量各个频段的带宽，从而帮助用户确定信号带宽，精确地确定信号的频率和分配。
5. 自动测量U3741具有自动测量功能，不需要手动干预，可以自动测量信号和参数，极大地提高了操作效率。
同时，自动测量还可以控制测量频率和参数，便于使用者进行精确的测量和分析。
三、U3741的应用领域U3741的应用领域非常广泛，主要包括：•电信行业：用于测量和分析通信系统的信号特性。
•无线通信：用于测量和分析无线电、微波和无线电频率的信号特性。
频谱分析仪的分类
频谱分析仪的分类频谱分析仪是一种常用的电子测试仪器，主要用于测量信号的频谱特性。
它可帮助工程师对电路、通信系统、音频和视频信号进行测试和调试。
频谱分析仪按照使用场景、功能和技术原理等多个方面进行分类。
本文将介绍常见的几种频谱分析仪分类。
按照使用场景分类实时频谱分析仪实时频谱分析仪（RTSA）可在非常短的时间内捕捉宽带的信号，并以高速率提供精细的频谱分析。
这种频谱分析仪可帮助验证无线系统的正确性，检测干扰源和跟踪无线信号。
实时频谱分析仪通常具有非常高的样本率，以及长时间的连续测量。
扫描频谱分析仪扫描频谱分析仪（SSA）是一种经典频谱分析仪，其设计主要是为了展示和分析频谱的性质。
扫描频谱分析仪具有简单的用户界面和操作方法，通过扫描整个频率范围来获得信号频谱分量的幅度和相位信息。
它适用于测量信号的谐波、噪声和杂散分量等。
矢量网络分析仪矢量网络分析仪（VNA）主要是用于测量高频电路中的S参数或Y参数，包括接口的反射和传输特性。
VNA能够测量散射参数并计算出网络的各种特性，如阻抗、VSWR，以及信号的传输损耗和反射损耗等。
按照技术原理分类超外差频谱分析仪超外差频谱分析仪（HSA）利用了构成频带混频器的倍频机理，可以扩大波特率和测量范围。
它具有很高的灵敏度和分辨率，经常用于射频和微波频段的测量。
该技术可以实现频谱观察和多轨道记录。
混频频谱分析仪混频频谱分析仪（PSA）涉及到复杂的运算和调制，但相对于常规输入电路而言，其频率响应曲线更加平坦。
PSA使用小型的混频器在下变频之前将输入信号变成低频信号，该技术相对于其他频谱测量技术而言，可提供更高的精度和分辨率。
FFT频谱分析仪FFT频谱分析仪是一种基于快速傅里叶变换（FFT）的频谱测量仪。
FFT频谱分析仪可以接受低频到射频范围内的不同信号，并将其转换为频谱分量，以确定信号的幅度和相位。
FFT频谱分析仪具有较高的FFT速度和精度，广泛应用于信号和系统分析、信号源搜索等领域。
频谱分析仪使用方法说明书
频谱分析仪使用方法说明书一、引言频谱分析仪是一种用于分析信号频谱的仪器，广泛应用于无线通信、电子设备测试、音频视频处理等领域。
本说明书旨在详细介绍频谱分析仪的使用方法，帮助用户正确操作并快速掌握相关知识。
二、仪器概述频谱分析仪由主机和附件组成，主机包含显示屏、控制按钮和接口等。
附件包括电源适配器、电缆和天线等。
在使用前，请确保已正确连接各部分，并确认仪器处于正常工作状态。
三、基本操作1. 打开仪器电源：将电源适配器插入电源插座，然后将电源线与仪器连接。
按下电源按钮，等待仪器启动完成。
2. 调整显示参数：通过屏幕上的触控按钮或旋钮，设置显示模式、分辨率、屏幕亮度等参数，以满足实际需求。
3. 设置信号源：将待测信号源通过电缆连接至仪器的输入接口。
根据信号源的特性，设置输入衰减、频率范围等参数。
4. 进行测量：点击仪器界面上的测量按钮开始频谱分析。
在分析过程中，可以通过调整参数、切换模式等进行实时监测和分析。
5. 结果保存：测量完成后，可以将结果保存至仪器内部存储器或外部存储设备中。
按照仪器的操作指南，选择存储路径和文件名，并确认保存。
四、高级功能1. 信号捕获与回放：频谱分析仪具备信号捕获和回放功能，可以捕获待测信号并进行离线分析，或回放已保存的信号数据进行再次分析。
2. 频谱监测与报警：设置仪器的频谱监测功能，即可实时监测特定频段内的信号活动，并设置相应的报警条件和方式，以便及时发现异常情况。
3. 扩展功能：根据具体型号和配置，频谱分析仪还可提供其他扩展功能，例如无线通信协议解码、频率校准等。
请参照相关文档和操作指南，了解和使用这些功能。
五、常见问题与解决方法1. 仪器无法启动：检查电源适配器和电源线是否接触良好，确认电源插座是否正常工作。
2. 仪器无法检测到信号：检查信号源的连接是否正确，确认输入接口的设置是否符合信号源的要求。
3. 测量结果不准确：可能是由于环境干扰、输入参数设置错误等原因导致。
频谱分析仪的使用方法及功能
频谱分析仪的使用方法及功能
频谱分析仪是一种精确的测量设备，用于测量电磁场和其他电磁信号的幅度，频率，相位和调制信号的参数。
它利用模拟信号的接收和分析，常用在无线电传输系统，电磁干扰检测，以及诸如雷达系统和无线网络等相关领域的研究和开发等。
频谱分析仪的使用方法主要有以下几点：
（1）第一步是将频谱分析仪连接到要测量的信号源，比如天线、传输线和待测电路等，同时将频谱分析仪的输出连接到显示仪或数据采集系统。
（2）第二步是设置频谱分析仪的参数，以确定电磁信号分析的精度和量程。
（3）第三步是进行信号接收和分析，比如测量电磁幅度，检测电磁信号的频率，电磁信号的相位，以及调制信号的参数等。
（4）最后一步是将所测得的信号参数显示到显示仪或数据采集系统上，可以通过人机界面操作查看和分析结果。
频谱分析仪具有以下几种功能：
（1）频率响应：以检测信号的频率响应，并将其显示出来；
（2）相位响应：以测量信号的相位响应，并显示出来；
（3）灵敏度：以测量信号的灵敏度，并将其显示出来；
（4）驱动能力：以测量被测信号的驱动能力，并将其显示出来；
（5）调制度：以测量信号的调制度，并将其显示出来；
（6）频率分辨率：以测量信号的频率分辨率，并将其显示出来；
（7）噪声抑制：以抑制外部噪声；
（8）可调节频率：以调节所测信号的频率；
（9）自动检测：自动检测被测信号的参数；
（10）频率范围：可以检测频率在20Hz-20GHz之间的信号。
以上是频谱分析仪的使用方法及功能。
它能够准确地测量电磁场和其他电磁信号的参数，同时具有高可靠性、高精度和灵活性，在现代电子工程领域具有广泛的应用。
频谱分析仪的使用方法
频谱分析仪的使用方法13MHz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。
另外，数字手机的接收机、发射机电路在待机状态下是间隙工作的，所以在待机状态下，频率计很难测到射频电路中的信号，对于这一点，应用频谱分析仪不难做到。
一、使用前须知绍。
1．分贝分分贝数分贝数例如：A3dB，2例如，40mw，则50101AT5010比相差示不稳定，甚至测不出来。
这主要足频率计灵敏度问题，即信号低于20mv频率计就无能为力了，如用示波器测量时，信号5％失真示波器看不出来，在频谱仪上万分之一的失真都能看出来。
但需注意的是，频谱仪测量的是高频信号，其高灵敏度也就决定了，要注意被测信号的幅度范围，以免损坏高频头，在2.24uv-1V之间，超过其范围应另加相应的衰减器。
AT5010频谱分析仪频率范围在0.15～1000MHz(1G)，其系列还有3G、8G、12G等产品。
AT5010频谱分析仪可同时测量多种(理论上是无数个)频率及幅度，Y轴表示幅度，X轴表示频率，因此能直观的对信号的组成进行频率幅度和信号比较，这种多对比件的测量，示波器和频率计是无法完成的。
2．性能指标(1)频率频率范围：0．15—1050MHz中心频率显示精度：士lOOkHz频率显示分辨率：lOOkHz扫频宽度：100kHz／格—100MHz／格中频带宽(一3dB)：400kHz和20kHz扫描速度：43Hz(2)幅度幅度范围：一100～+13dBm屏幕显示范围：80dBm(10dB／格)参考电平：一27-13dBm(每级10dB)(3)插座：3．安泰安泰(1)(2)(3)(4)????????????解决方案：???采用中频替代法???输入衰减器不宜放在0dB的位置???频谱分析仪是一种应用广泛的信号分析仪器。
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。
频谱分析仪
简介频谱分析仪是对无线电信号进行测量的必备手段，是从事电子产品研发、生产、检验的常用工具。
因此，应用十分广泛，被称为工程师的射频万用表。
1、传统频谱分析仪传统的频谱分析仪的前端电路是一定带宽内可调谐的接收机,输入信号经变频器变频后由低通滤器输出,滤波输出作为垂直分量,频率作为水平分量,在示波器屏幕上绘出坐标图,就是输入信号的频谱图。
由于变频器可以达到很宽的频率,例如30Hz-30GHz,与外部混频器配合,可扩展到100GHz以上,频谱分析仪是频率覆盖最宽的测量仪器之一。
无论测量连续信号或调制信号,频谱分析仪都是很理想的测量工具。
但是,传统的频谱分析仪也有明显的缺点,它只能测量频率的幅度,缺少相位信息,因此属于标量仪器而不是矢量仪器。
2、现代频谱分析仪基于快速傅里叶变换(FFT)的现代频谱分析仪，通过傅里叶运算将被测信号分解成分立的频率分量,达到与传统频谱分析仪同样的结果,。
这种新型的频谱分析仪采用数字方法直接由模拟/数字转换器(ADC)对输入信号取样,再经FFT处理后获得频谱分布图。
在这种频谱分析仪中，为获得良好的仪器线性度和高分辨率,对信号进行数据采集时ADC的取样率最少等于输入信号最高频率的两倍,亦即频率上限是100MHz的实时频谱分析仪需要ADC有200MS/S的取样率。
目前半导体工艺水平可制成分辨率8位和取样率4GS/S的ADC或者分辨率12位和取样率800MS/S的ADC,亦即,原理上仪器可达到2GHz的带宽，为了扩展频率上限,可在ADC前端增加下变频器,本振采用数字调谐振荡器。
这种混合式的频谱分析仪可扩展到几GHz以下的频段使用。
FFT的性能用取样点数和取样率来表征,例如用100KS/S的取样率对输入信号取样1024点,则最高输入频率是50KHz和分辨率是50Hz。
如果取样点数为2048点,则分辨率提高到25Hz。
由此可知,最高输人频率取决于取样率,分辨率取决于取样点数。
FFT运算时间与取样,点数成对数关系,频谱分析仪需要高频率、高分辨率和高速运算时,要选用高速的FFT硬件,或者相应的数字信号处理器(DSP)芯片。
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频谱分析仪
频谱分析仪的显示样式
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
频率分辨率是频谱分析仪区分两个相邻输入正 弦信号的能力。
影响频谱仪频率分辨率的因素有中频滤波器带 宽、本振的剩余调频和本振的相位噪声，中频滤 波器带宽是起主要作用的因素。
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
如果某个混频信扫频通过IF，则带通滤波器的特性曲线 就会被描绘到显示屏上。
STKspa/RnB2W
在频谱分析仪上所看 到的最小分辨带宽，在 一定程度上是由LO的稳 定性决定的。
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
本振相位噪声 LO的相位噪声调制边带也会在显示器上任何谱分量的两边 出现； 显示的谱分量与相位噪声的幅度之差是LO稳定性的函数， LO越稳定，相位噪声就越低。 该幅度之差还和分辨带宽有关，分辨带宽缩小10倍，则相 位噪声电平减少10dB。
多通道的FFT分析仪可对系统的输人输出信号 或其它多个测量点信号作同相位的数据采集和 分析计算；
频谱分析仪
频谱分析仪的发展
早期的频谱分析仪只是一个具有几个档级滤波器式的频谱 监视器 ；
现代高频频谱仪已变为扫第一本振，扫频宽度大大提高， 称为全景频谱分析仪。
80年代出现了模块化频谱分析仪，有些机型还具有EMC、 CATV、GSM900的测量功能；
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
本振相位噪声
相位噪声是限制频谱 分析仪分辨不等幅信 号的因素之一；
分辨两个频率接近的 不等幅信号的但前提 条件是：相位噪声不 能掩盖小信号。
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
扫描时间 指扫描一次整个频率量程并完成测量所需要的时间，也称 分析时间; 为了保证测量的准确性，扫描时间不可能任意地缩短。也 就是说，由于其他因素的限制，扫描时间必须适当。
现代电子测量
频域测量
频域测量
频域测量的仪器主要用于测量信号的频谱、功率 谱、相位噪声功率谱等参数，典型的仪器有频谱 分析仪、信号分析仪等。
频域测量
频谱分析仪
频谱分析仪
频谱测量的概念
以频谱形式显 示出所测信号 分解的每个正 弦波的幅度随 频率变化的情 况就是频域测 量。
频谱分析仪
频谱分析仪的用途
频谱分析仪
频谱分析仪的工作原理
如果在IF滤波器带宽内的是一个调幅波信号所有谱线，则 在频谱仪的显示器上将显示出该调幅波的包络。
即频谱分析仪有时域功能可用，此时扫频宽度设置成零扫。
频谱分析仪
频谱分析仪的工作原理
采用数字中频的 技术的频谱分析 仪
频谱分析仪
频谱分析仪的工作原理
采用多级混频的频谱分析仪
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
扫描需要有一定 的时间来充电和放电。 如果混频后的信号分量 扫描太快，则显示出来 的幅度就会减少，频率 也会发生偏移
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
扫描时间 扫描时间（ST）与扫频范围（span）、分辨率带宽（RBW） 的关系为：
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
滤波器的选择性带宽 能反映相差60dB的两个信 号f1与f2之间的最小频率间 隔即为滤波器的选择性带宽；
滤波器的波形因子指标反 映了频谱仪能区分幅度相差 很大的(60dB)两个频率分量 的能力。
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
本振剩余调频
频谱仪LO的稳定性也 是影响频谱分析仪的分 辨率的一个因素；
若两个信号的频率非常接近，则它们所生成的特性曲线就会形成一个 响应峰，就像一个响应一样，这时就不能将两个信号区分开了。
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
中频滤波器的参数
中频滤波器的参数主要有： ❖半功率带宽及有效噪声宽 ❖波形因子
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
滤波器的半功率带宽及有效噪声带宽
在低频端还有实时频谱分析仪一大类，而且全面走向了数 字化。
频谱分析仪
频谱分析仪的种类
模拟式、数字式、模拟数字混合式； 实时型、非实时型； 恒带宽分析、恒百分比带宽分析； 单通道型、多通道型； 高频、低频。
频谱分析仪
实时频谱分析仪和非实时频谱分析仪
所谓实时分析，是指在长度为T的时间内完成了 频率分辨率达到1／T Hz的谱分析；
频谱分析仪
频谱分析仪的工作原理
目前微波或 高频频谱分析仪 普遍采用的是扫 频超外差的测试 原理, 简化原理 框图如右图所示
频谱分析仪
频谱分析仪的工作原理
频谱分析的 过程如右图所示
频谱分析仪
频谱分析仪的工作原理
包络检波器：频谱仪显示的是经包络检波器后的视频信号，检 波器应跟随 IF信号的包络而变化，而不是随 IF正弦波本身的 瞬时值而变。
信号的频谱分析； 信号的基本参数测量； 频率稳定度的测试； 配接天线后用作场强仪，用于EMC测量； 网络测量；
频谱分析仪
频谱分析仪的用途
低频频谱分析仪广泛应用于声频、振动与冲击、 机械工程、建筑、医学等领域；
以FFT为核心的频谱仪能提供包括相位谱在内 的各种频谱，可用于信号的时域、领域、幅值 域的各种分析；
半功率带宽即为3dB带宽；
当理想的矩形滤波器在矩 形曲线下的面积与实际滤波 器特性曲线下的面积相等时， 矩形的宽度即为实际滤波器 有效噪声带宽；
常用3dB带宽来代替有效 噪声带宽。
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
滤波器的半功率带宽及有效噪声带宽
滤波器的带宽反映了它能 区分两个同样幅值的不同频 率信号的能力；
当两个频率间隔等于滤波 器带宽的等幅信号同时输人 频谱仪时，频谱仪“正好” 能将它们分开，谱图上出现 两个峰，峰谷点之间差3dB
频谱分析仪
频谱分析仪的频率分辨率
滤波器的波形因子
波形因于定义为滤波器特 性曲线两侧衰减达60dB的带 宽B60与3dB带宽B3之比； 模拟滤波器的波形因子一 般为15:1，数字滤波器的波 形因子可以做到5:1
频谱分析仪
恒带宽分析与恒百分比带宽分析
恒带宽分析为线性频率刻度，适用于周期信号的 分析和波形失真分析；
恒百分比带宽分析所得频谱的频率轴采用对数刻 度，具有较宽的频率覆盖，能兼顾低频与高频频 段的频率分辨率，适用于噪声类随机信号的连续 形式的谱密度分析。
频谱分析仪
恒带宽分析与恒百分比带宽分析