频谱分析仪技术基础
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。
频谱分析仪的基础使用法
频谱分析仪的基础使用法一、使用前须知在使用频谱分析仪之前，有必要了解一下分贝(dB)和分贝毫瓦(dBm)的基本概念，下面作一简要介绍。
1．分贝(dB)分贝是增益的一种电量单位，常用来表示放大器的放大能力、衰减量等，表示的是一个相对量，分贝对功率、电压、电流的定义如下：分贝数：101g(dB)分贝数=201g(dB)分贝数=201g(dB)例如：A 功率比 B 功率大一倍，那么，101gA ／B=10182'3d B ，也就是说， A 功率比 B 功率大3dB，2．分贝毫瓦(dBm)分贝毫瓦(dBm)是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为：分贝毫瓦=101g(dBm)例如，如果发射功率为lmw，则按dBm进行折算后应为：101glmw / 1mw=OdBm。
如果发射功率为40mw, 则10g40w / 1mw--46dBm。
二、频谱分析仪介绍生产频谱分析仪的厂家不多。
我们通常所知的频谱分析仪有惠普(现在惠普的测试设备分离出来，为安捷伦)、马可尼、惠美以及国产的安泰信。
相比之下，惠普的频谱分析仪性能最好，但其价格也相当可观，早期惠美的5010 频谱分析仪比较便宜，国产的安泰5010频谱分析仪的功能与惠美的5010差不多，其价格却便宜得多。
下面以国产安泰5010 频谱分析仪为例进行介绍。
1 ．性能特点AT5010最低能测到2.24uv，即是-100dBm。
一般示波器在Imv，频率计要在20mv以上，跟频谱仪比相差10000 倍。
如用频率计测频率时，有的频率点测量很难，有的频率点测最不准，频率数字显示不稳定，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。
射频基础知识点
一、频谱分析仪部分什么是频谱分析仪？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。
我们现在所用的频谱仪大部分是扫频调谐超外差频谱分析仪.频谱仪工作原理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。
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（〈3G Hz)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。
扫频宽度(Span)是从左fstart到右fstop10格的频率差，例如:Span=1MHz,则100kHz/div.中频放大器其增益和衰减器设置值连动工作，即当输入衰减10dB时,则中频增益同时增加10dB,使输入信号电平保持不变。
屏幕顶格线参考电平间接设置中频增益值。
当参考电平↑（或↓)10dB,则增益↓（或↑)使信号↓移(或↑移）10dB，即改变信号显示位置，但信号幅度保持不变。
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。
振动及频谱分析基础培训
什么是振动加速度？
振动加速度被定义为振动速度的变化率，其单位是用有多少个g来表示。在海平面处＝2。由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方，在这些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。
图8 从振动时间波形中了解振动加速度
当一个机器的轴承座振动时，由于它连续不断地在前后运动中改变运动速度，所以它经受着力的加速作用。速度的变化率越大，也就是加速度值越大，施加在机器上的作用力也就越高。
停产一天的损失有多大？
300MW发电机组 损失电720万kWh，约￥144万元 30万吨化肥装置 损失化肥1000t， 约￥150万元 三峡2号水轮机组700MW 停机4小时损失￥400万元
先进维修制度的作用
保证机器精度，提高产品质量 减少意外停车引起的生产损失 防止事故，杜绝灾难性故障 减少维修时间和维修费用（人力和财力） 改善环境，改善企业形象 投资获得最大和最长远的回报
振动相位是一个振动部件相对于机器的另一个振动部件在某一固定参考点处的相对移动。也就是说振动相位是某一位置处的振动运动相对于另一位置处的振动运动，对所发生位置变化程度的度量。振动相位是一个很有用的设备故障诊断工具。如下图所示，给出了两个彼此同相位振动的系统，即两个振动系统以零度相位差运动。
图9 两个同相位振动的质量块振动系统
图23 在一台300RPM的风机上测量振动位移、速度、加速度的比较
振动为多大时认为超过了允许值？
注意在每一幅频谱图上，频率为300CPM处的峰值，这是工作转速频率（通常称为1X RPM)。然而，三个频谱图，从位移谱到速度谱再到加速度谱变化过程中，注意到1XRPM峰值变得越来越小。见图23A位移谱，显然1XRPM是占主导地位，而在图23速度谱中，它只比第2或第3个峰高一点，在加速度谱中1XRPM峰值几乎消失。 由图23可见，振动分析师能否在他的频谱图中看到极其重要的轴承故障频率，主要取决于他对测量幅值类型的选择。至于轴承故障频率4860CPM和9720CPM，你会注意到这个频率在速度和加速度谱图(图23B和图23C）中清楚可见，在4860CPM的左右等距离两侧存在着频率边带，频率边带的存在,一般说明存在轴承严重磨损问题，所以在频谱图中观察是否有频率边带的存在是很重要的。需要注意的是在位移频谱图中可以看出，几乎丢失了4860CPM的边带频率成分，甚至连轴承的第二个特征频率成分9720CPM也完全消失。其原因是，位移谱倾向于“放大”或强调低频振动而压缩高频成分（如图22所示）。另一方面加速度谱强调的是高频成分，倾向于压缩低频成分。
史上最好的频谱分析仪基础知识(收藏必备)
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
2020/11/7
频谱仪测试的灵敏度
2020/11/7
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。
2020/11/7
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
2020/11/7
频谱仪的主要性能指标
2020/11/7
频谱仪的主要参数设置
2020/11/7
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。
2020/11/7
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。
频谱分析仪操作规程
频谱分析仪操作规程
《频谱分析仪操作规程》
一、设备准备
1. 确保频谱分析仪正常供电，连接到合适的电源插座。
2. 检查仪器连接线是否完好，无损坏或断裂。
3. 确认频谱分析仪所连接的天线或信号源是否准备就绪。
二、启动设备
1. 打开频谱分析仪电源开关，等待设备自检完成。
2. 根据需要调整仪器的时间和日期设置。
三、选择工作模式
1. 根据实际需求选择频谱分析仪的工作模式，如扫描模式、跟踪模式等。
2. 设置频率范围和分辨率带宽，以适应需要分析的信号类型和频率范围。
四、信号捕获
1. 确定信号源的输出频率范围，并将频谱分析仪的中心频率设置为相应范围内的中心频率。
2. 调整仪器的参考电平和分辨率带宽，保证信号的清晰度和稳定性。
五、数据分析
1. 根据需要选择相应的数据处理方法，如峰值搜索、信噪比分析等。
2. 通过频谱分析仪显示屏或连接到电脑上的软件进行数据分析和结果查看。
六、设备关闭
1. 结束使用频谱分析仪后，先关闭信号源或天线连接，然后关闭频谱分析仪电源开关。
2. 将设备连接线插头从电源插座上拔出。
七、设备维护
1. 定期对频谱分析仪进行清洁和保养，保持设备的外观整洁和内部通风畅通。
2. 注意防潮、防尘和防震，避免设备受到不必要的损坏。
以上就是频谱分析仪的基本操作规程，希望用户在实际使用中能够按照规程要求正确操作设备，确保数据采集和分析的准确性和可靠性。
实时频谱分析仪中的数字荧光技术基础知识
/rtsa 1 5实时频谱分析仪中的数字荧光技术基础知识2 /rtsa目录实时频谱分析仪中的数字荧光技术：革命性的信号发现工具⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4数字荧光显示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4-9应用: 找到强度更高的信号下的小信号⋯⋯⋯⋯4-6 DPX TM显示引擎⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6-7余辉⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8统计线轨迹⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9超快速频谱更新⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9-12 DPX变换引擎⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10应用: 有保证地检测偶发的短信号⋯⋯⋯⋯⋯10-11侦听概率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11-12揭密DPX⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12最大限度地利用DPX频谱显示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13-14调节位图(bitmap)显示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13余辉⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13强度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13调色板⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13颜色标度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13与其它RTSA功能交互⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14 RBW⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14跨度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14光标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14频率模板触发⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14分析时间⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14功率电平触发⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14不同型号的技术数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14/rtsa 3实时频谱分析仪中的数字荧光TM技术：革命性的信号发现工具发现 (信号故障，问题) 是描述、诊断、了解和解决随时间变化的信号相关问题的第一步。
随着越来越多的信道涌入有限可用带宽中，新应用采用无线传输，和RF 系统变成基于数字的系统，工程师需要更好的工具，找到和理解复杂的行为和相互的影响。
RF_fundamentals 频谱分析基础
Distortion
通信Communications
– – – – 现代无线通信技术多基于频域 分配频段 通信信道 需要确定占用带宽，调制质量等特性
Modulation
8
May 9-11, 2011
Trinity Product Champion Training - Tektronix Confidential
射频基础知识
2011 销售大学预习资料
1
May 9-11, 2011
Trinity Product Champion Training - Tektronix Confidential
示波器测量幅度相对于时间的变化
简单例子:正弦波
– 纵轴表示幅度 – 横轴表示时间 – 频率表示单位时间内的周期个数
Amplitude
A Time
f = 1/ T
2
May 9-11, 2011
Trinity Product Champion Training - Tektronix Confidential
频谱分析仪测量幅度（功率）相对于频率的变化
简单例子：正弦波
– 纵轴代表幅度的有效值 – 横轴代表频率 – 频谱分析仪在某一时刻只测量感兴趣的一定范围的频率，其他频率成分滤 除掉，从效果上看是特定频率的功率计.
– 这个范围之内的频率可以分析 – 在这个范围内频带是平坦的而不像示波器会滚降 – 通常从9kHz或100kHz开始到几个GHz
– 频谱分析仪的前端一般不能像示波器一样接收直流信号
14 May 9-11, 2011 Trinity Product Champion Training - Tektronix Confidential
频谱分析仪培训资料
2023-11-10contents •频谱分析仪基础知识•频谱分析仪操作方法•频谱分析仪高级应用•频谱分析仪维护与保养•常见问题及解决方案•实际应用案例分享目录频谱分析仪基础知识频谱分析仪简介频谱分析仪是一种用于测量信号频率、幅度和相位等参数的电子测试仪器。
它能够将输入信号按照频率进行分解，并测量每个频率分量的幅度和相位等信息。
频谱分析仪广泛应用于雷达、通信、电子对抗、电子侦察等领域。
频谱分析仪的工作原理将输入信号通过混频器与本振信号进行混频，得到一系列中频信号，再经过中放和检波等处理后得到频域数据。
通过FFT技术对中频信号进行处理，得到频域数据，从而得到输入信号的频率、幅度和相位等信息。
频谱分析仪通常采用快速傅里叶变换（FFT）技术对输入信号进行频谱分析。
频谱分析仪的种类和用途频谱分析仪按照工作原理可以分为实时频谱分析仪和扫频式频谱分析仪等。
实时频谱分析仪可以实时监测信号的变化，适用于雷达、通信等领域的信号监测和分析。
扫频式频谱分析仪可以对一定范围内的频率进行扫描测量，适用于电子对抗、电子侦察等领域。
频谱分析仪操作方法连接设备030201启动频谱分析仪调整设置选择测量模式根据测试需求，设置合适的扫描范围、分辨率带宽等参数。
设置扫描参数设置显示参数观察实时数据在显示器上观察实时测量数据，记录需要的数据。
开始测量按下测量按钮，开始进行信号测量。
分析数据根据测量结果，进行分析和计算，得出结论。
记录和分析数据频谱分析仪高级应用频率范围分辨率带宽设置频率范围和分辨率带宽信号质量信号稳定性观察信号的质量和稳定性频率分析对信号进行频率分析，包括频率成分、谐波分量、调制频率等参数的测量和分析。
模式识别通过对信号的特征提取和模式识别，对信号进行分类和鉴别，对于未知信号，可以通过模式识别技术进行信号源的判断和识别。
进行频率分析和模式识别频谱分析仪维护与保养清洁和保养内部部件检查和更换部件检查射频系统检查机械部件检查光学系统03避免极端温度存储和运输注意事项01存储环境02运输防护常见问题及解决方案如何解决无法启动的问题？电源故障检查电源插头是否牢固连接在电源插座上，确保电源线不损坏。
R&S频谱分析基础
信号的矢量信息 幅度误差 矢量误差 相位误差
©2003 / Jian Luo / 4
信号分析及频谱分析概述 理想单载波信号在时域和频域的测量结果
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
©2003 / Jian Luo / 5
信号分析及频谱分析概述 频域测量对信号分析的作用
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
©2003 / Jian Luo / 6
信号分析及频谱分析概述 周期信号的频谱
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
©2003 / Jian Luo / 7
信号分析及频谱分析概述 模拟调制信号：AM、FM、PM的调制指数和调制频率等
©2003 / Jian Luo / 36
频谱分析仪性能指标
频谱分析仪的固有噪声
LDANL
=
DANL10 Hz
−10dB + (10 • lg
RBWNoise )dB + Hz
RFATT
− 2.5dB
LDANL 平均显示噪声电平
DANL 规定的平均噪声电平 (R&S 数据表: RBW=10 Hz, RFATT = 0 dB)
蓝色踪迹： RBW= 3 kHz
©2003 / Jian Luo / 33
频谱分析仪性能指标 最小扫描时间
TSweep
≅
k•
Span RBW 2
TSweep Span RBW k
最小扫描时间 频率扫描跨度 分辨带宽 (3 dB 带宽) k 因子, 2.5 模拟滤波器
© Rohde & Schwarz 中国培训中心 – 频谱分析仪技术基础
频谱分析仪原理基础
目
录
第一章 序论 ..................................................... 5 引言...........................................................................................................................................5 什么是频谱？...................................................................................................................5 为什么要测量频谱？.......................................................................................................6 第二章 超外差式频谱分析仪.......................................... 8 超外差式频谱分析仪...............................................................................................................8 调谐方程.........................................................................................................................10 分辨率..........................................
频谱分析基础第十章名词解释
第十章名词解释频谱：一组频率和幅度不同、且有适当相位关系的正弦波。
作为一个整体，它们构成特定的时域信号。
频谱分量：组成频谱的正弦波之一。
频谱分析仪：一种能进行有效傅立叶变换并显示出构成时域信号的各个频谱分量（正弦波）的设备。
相位信息是否保留取决于分析仪的类型和设计。
FFT （快速傅立叶变换）：对时域信号进行数学运算，从而产生构成信号的各个独立的频谱分量。
参见“频谱”。
输入阻抗：分析仪对信号源呈现的终端阻抗。
射频和微波分析仪的额定阻抗通常是50 ? 。
对于某些系统（如有线电视），标准阻抗是75 ? 。
额定输入阻抗与实际输入阻抗之间的失配程度由电压驻波比（VSWR ）给出。
隔直电容：一个阻止低频信号（包括直流）对电路造成破坏的滤波器，隔直电容限制了频谱仪能准确测量的最低频率。
输入衰减器：位于频谱分析仪输入连接器与第一混频器之间的步进衰减器，也叫做射频衰减器。
输入衰减器用来调节输入到第一混频器上的信号电平。
衰减器用来防止由高电平和（或）宽带信号引起的增益压缩，以及通过控制内部产生的失真程度来设定动态范围。
在某些分析仪中，当改变输入衰减器设置时，被显示信号的垂直位置会发生变化，参考电平也相应地改变。
在新型安捷伦频谱分析仪中，通过改变中频增益来补偿输入衰减器的变化，所以，信号可以在显示器上保持恒定，参考电平也保持不变。
预选器：一个可调的带通滤波器。
位于频谱分析仪的输入混频器之前并使用合适的混频模式。
预选器一般只应用在2 GHz 以上。
使用预选器能基本消除多重响应和镜像响应，在某些情况下还能扩大动态范围。
前置放大器：一个外部低噪声系数放大器。
改善了系统（前置放大器和频谱分析仪）灵敏度，使之超过分析仪自身的灵敏度。
混频模式：对在频谱分析仪上建立给定响应的特殊环境的描述。
混频模式（如1+）表示输入信号是高于（+）还是低于（-）在混频过程中所使用的本振谐波。
外部混频器：一个通常是与波导输入端口相连接的独立混频器。
频谱分析仪基础知识-史上最好的
史上最好的频谱分析仪基础知识（收藏必备）前言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。
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。
Workshop_频谱仪基础
频谱仪基础_Workshop一、基础篇1.1 频谱分析仪复位Preset，将当前设置清除。
1.2校准频谱分析仪仪器预热10分钟，Cal→Cal Total，等待约3～5分钟左右，校准结束。
在校准过程规则的开关切换声音是正常的。
本仪器硬件是正常的吗（Cal→Cal Result）？(Pass/Fail) __________________ 如果校准失败会在屏幕左上角显示红色“Uncal”，应该如何处理__________a、联系技术支持b、送修c、f irmware升级仪器校准时，不需要连接任何电缆，也不需要将射频输入端口信号切断。
如果对仪器的软件进行更新，需要进行校准一次。
1.3频谱仪的 Firmware版本Setup→system info→statistics本仪器Firmware版本是_______________本仪器的序列号是_______________，同类型仪器的序列号是全球唯一的。
1.4频谱仪的GPIB地址Setup→general setup→GPIB本仪器的GPIB地址是___________1.5频谱仪支持安装了哪些选件？Setup→general setup→option选件：______________________________________________________________ 1.6频谱仪的IP地址如果频谱分析仪支持网口，Setup→ general setup →config network→设置IP地址为192.168.0.94注：FSP的网口是选件，其它类型频谱分析仪是标准配置。
二、基本操作信号源产生900MHz的单音信号，功率为-10dBm，其信号输入到频谱分析仪。
2.1设置频率FREQ频谱仪复位PRESETFREQ→CENTER，输入900MHz2.2设置跨度SPANSPAN→输入10MHz屏幕上横轴显示“1MHz/“表示什么意思__________________________FREQ→Start，起始频率是多少______________FREQ→Stop，终止频率是多少______________起始频率、终止频率、中心频率和跨度之间有什么关系：________________________________________________________2.3设置幅度AMPTAMPT→REF LEVEL，设置为0dBm，一般REF LEVEL比信号高10dB左右。
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输入
中频放大器
对数放大器
检波器 本地振荡器 y x 显示 锯齿波发生器
视频滤波 器 (平滑)
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频谱分析仪工作原理
“对数检波器”
检波器
线性/对数查找表： 有效值、平均值检波器 线性
最大 峰值
视 频 信 号
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频谱分析仪性能指标
分辨滤波器特性
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频谱分析仪性能指标 不同分辨带宽的滤波器对测试结果的影响
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不同的滤波器6 dB带宽和等效噪声带宽与 3 dB带宽的关系
滤波器类型 6 dB 带宽 等效噪声带宽 4-极点滤波器 5-极点滤波器 （模拟） （模拟） 1.480 * B3dB 1.464 * B3dB 1.129 * B3dB 1.114 * B3dB 理想高斯滤波器 (数字) 1.415 * B3dB 1.065 * B3dB
频谱分析仪工作原理 不同的检波器在显示屏上不同的数据处理
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频谱分析仪工作原理 本地振荡器
包络检波器 混频器 中频滤波器 视频滤波器
输入
中频放大器
对数放大器
检波器 本地振荡器 y x 显示 锯齿波发生器
最小 峰值 采样
对数 微 处理器 显示
有效值
检波器的选择
水平轴 500个 像素点
平均值
平均值检波器
有效值检波器
U AV
“线性检波器”
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1 N ui N i 1
U RMS
1 N 2 ui N i 1
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信号分析及频谱分析概述 周期信号的频谱
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信号分析及频谱分析概述 模拟调制信号：AM、FM、PM的调制指数和调制频率等
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A=10lg(RBWnew/RBWold)
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频谱分析仪性能指标 接收机的非线性特性
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频谱分析仪性能指标 三阶互调产物的鉴别
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频谱分析仪工作原理 衰减器
RF
IF
Lo
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频谱分析仪工作原理
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频谱分析仪工作原理 混频器
LDANL DANL RBWNoise RFAtt -2.5 dB
RBWNoise )dB RFATT 2.5dB Hz
平均显示噪声电平 规定的平均噪声电平 (R&S 数据表: RBW=10 Hz, RFATT = 0 dB) RBW滤波器的等效噪声带宽 RF 衰减器 修正因子 (对数定标的平均)
频谱分析仪性能指标 分辨相邻的信号
红色踪迹： RBW=30 kHz
红色踪迹： RBW=30 kHz
蓝色踪迹： RBW= 3 kHz
蓝色踪迹： RBW= 3 kHz
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频谱分析仪性能指标 最小扫描时间
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延迟
频谱分析仪工作原理 镜像的影响
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频谱分析仪工作原理 镜像的抑制
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频谱分析仪性能指标
3、频谱分析仪的特性
滤波器特性 相位噪声（频谱纯度） 接收机的固有噪声 系统非线性 1dB压缩点 动态范围 测量精度
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TSweep Span RBW k
最小扫描时间 频率扫描跨度 分辨带宽 (3 dB 带宽) k 因子, 2.5 模拟滤波器
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频谱分析仪性能指标
扫描时间对频率和电平测量误差的影响
测试结果未校准!
蓝色踪迹： 电平和频率产生误差
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信号分析及频谱分析概述 失真信号：谐波失真、非谐波失真、杂散
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频谱分析仪工作原理 频谱仪的类型 1、傅立叶分析仪
A A
DD
RAM RA M
FFT FFT
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频谱分析仪技术基础
第一章 基本理论
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信号分析及频谱分析概述 一、基本理论
信号分析及频谱分析概述 频谱仪的工作原理 频谱仪的特性
二、工程应用
仪器操作 常用功能与测试
信号分析及频谱分析概述 理想单载波信号在时域和频域的测量结果
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信号分析及频谱分析概述 频域测量对信号分析的作用
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信号分析及频谱分析概述
信
号
时域 示波器
信号的波形信息 幅度 周期 频率
频域 频谱分析仪
信号的频率分布信息 频率、功率 谐、杂波 噪声、干扰 失真
调制域 矢量分析仪
信号的矢量信息 幅度误差 矢量误差 相位误差
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频谱分析仪工作原理
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频谱分析仪工作原理 2、外差式扫描分析仪
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频谱分析仪工作原理 超外差式扫描调谐分析仪
RF IF
Input
Lo
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频谱分析仪工作原理 频谱仪的主要设置参数 频率显示范围
中心频率和频率跨度 起始频率和终止频率
电平显示范围 参考电平和量程跨度 频率分辨率 分辨带宽
信号分析及频谱分析概述 数字调制信号：信道功率、相邻信道功率比、占有带宽等
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信号分析及频谱分析概述 噪声信号：噪声功率、相位噪声
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频谱分析仪性能指标 显示的噪声本底依赖于RF衰减器
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频谱分析仪性能指标
显示的噪声本底依赖于RBW带宽
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频谱分析仪性能指标
截止点(T.O.I)
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频谱分析仪性能指标 1-dB 压缩点
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扫描时间
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