频谱分析仪的七大性能指标

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）。

频谱仪简述

频谱仪简述摘要：在各个科学研究领域中，频谱仪是非常重要的一种电子测量工具。

为了更好的使用频谱仪，必须了解其工作原理和其主要的功能，技术参数等等，注意它在实际使用中的的问题。

关键词：主要功能；测量原理；技术指标；最新产品引言频谱仪作为一种测量工具，在电子通信领域被广泛的使用，所以了解频谱仪的主要功能测量原理和其技术指标才能在工作中更好的使用频谱仪，发挥更多的作用。

一、频谱仪介绍频谱分析是指在频域里显示输入信号的频谱特性。

扫描调谐式频谱分析仪大多采用超外差式，其工作原理和超外差式接收机基本类同。

傅里叶变换频谱分析仪首先对时域的信号数字化然后进行快速傅里叶变换，并显示变换后各频谱分量，可分析单次出现信号，可同时获得测量信号的幅度和相位，其频率范围、灵敏度和动态范围都不超过超外差式频谱分析仪。

二、功能介绍1.信道功率测试：测试指定区域内的中频功率之和与区域宽度。

概言之，就是测试指定频段内的信号总功率，或噪声总功率。

2.邻信道功率测试：可测邻道泄露的上下行载波功率强度。

概言之，可以选择多种测试方法包括总功率、参照电平强度、带内测试的方面精确测试载波功率强度。

3. 可测电路或者PCB板上器件和电路间的电磁场强度：频谱仪只可以测试电信号，但是配上天线和不同探头就可以测试场强。

例如DSA815可以测试1.5G以内信号，配上天线就可以测试物联网，RFID等信号，配上近场探头就可以测试电场和磁场的信号。

你也可以自己制作电场、磁场的感应器接到频谱仪上就可以测试了。

4．标记测量：例如MSA-338有两种模式：其一是常规模式，最多显示测试点的7个活动频点和最多3个活动的电平值；另一测试模式叫DELTA测试模式，可以对比2个测试点的频率与电平。

5.峰值查找：分两种，一种为全频峰值查找，一种为范围内查找。

6. 占用带宽测试二、工作原理频谱分析仪架构犹如时域用途的示波器，面板上布建许多功能控制按键，作为系统功能之调整与控制，实时频谱分析仪与扫瞄调谐频谱分析仪。

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。

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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

频谱分析仪基础
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。
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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
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频谱仪的主要性能指标
2020/11/7
频谱仪的主要参数设置
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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。
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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

频谱分析仪主要技术指标1.频率范围：2Hz – 50GHz，2.频率分辨率：0.001Hz3.扫描时间：1µS ---6000S （扫宽 0Hz）; 扫宽≥10Hz时 1ms~2000s4.温度稳定度：1.5 x 10^-85.分辨率滤波器带宽精度: （RBW=1Hz~100kHz）精度: 0.5% （0.022 dB）6.分辨率滤波器形状因子 (–60 dB/–3 dB): < 4.1:17.最小分辨率带宽 (RBW)：1Hz8.分析带宽：160MHz9.频率响应误差: ±0.16 dB @3.6GHz;±0.82 dB @26.5GHz10.前置放大器增益（9 kHz - 3.6 GHz）: +20 dB,(26.5-50GHZ):+40dB,11.前置放大器噪声系数 (9 kHz - 3.6 GHz): 8 dB12. DANL显示平均噪声电平 (频率1 GHz): -172 dBm13. 相位噪声 (中心频率1GHz): -146dBc/Hz @ 1MHz offset-158dBc/Hz @ 10MHz offset14.外部参考信号输入: 1 ~ 50MHz15.中频AD变换器：400MHz， 14Bits16.衰减器切换不确定度：±0.003dB@50MHz，±0.3dB@3.6GHz,，±0.7dB@26.5GHz17.显示刻度保真度 (进入混频器的电平<-18dBm时) ：±0.07 dB18.三阶交调指标TOI (保证值/典型值): +23 dBm @13.6GHz;+17 dBm @26.5GHz19.衰减器变化步进2dB, 设置范围0 to 70 dB20.中频输出带宽:900MHz21.辅助中频输出：可提供10MHz到75MHz步进为0.5MHz的任意中频频率输出22.具有专门的相位噪声测量选件：可以自动完成相位噪声（RMS noise）以及相位抖动（RMS jitter）和剩余调频（Residual FM）的测量；23.具有内置的快捷测试功能：包括信道功率；谐波失真；杂散发射；脉冲信号峰值功率等的简单快速测量。

频谱分析仪的使用

频谱分析仪的使用我们学习频谱分析仪的使用，首先我们要知道频谱分析仪与示波器、频率计之间的异同点，这样我们就明确了在什么情况下使用哪种仪器来进行测量。

频谱分析仪在电子通信设备的检测、维修领域起着重要的作用，有着射频信号测量之王的美称。

下面我们来看一下频谱分析仪、示波器、频率计各自的特点。

频谱分析仪是关于信号的频域的测量，在它的显示屏幕上，它的横座标显示的是信号的频率，而纵座标显示的是信号的强度值，一台高性能的频谱分析仪能够测量电路中或空间电信号的频率及强弱，信号的质量，是否失真（主要是通过观测信号的谐波成份），而示波器是关于信号的时域范围的测量，它可以测量信号的不同时刻的轨迹（波形）。

那么，在电子测量中，频谱分析仪在那种情况使用呢。

由于频谱分析仪测量灵敏度高（例AT5010最低能测到2.24uv，甚至更低，一般示波器在lmv，频率计要在20mv以上，跟频谱仪比相差10000倍。

），基于这一特点，它广泛应用于无线通信设备的检测和维修上，例如，政府的无线电管理委员会为了管理城市的无线电波的频率、功率（他们的工作被称为空间无线信道的交警），经常开着安装有频谱仪的工作车在城市里测量各单位的无线设备的频率是否合法、功率、谐波是否超标，而各移动通信公司也用频谱仪来测量发射设备的工作是否正常，在维修手机不入网故障时，经常需要测量手机主电路板的1 3MHz基本时钟信号。

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。

频谱分析仪简易操作指南

8
信号分析技术简介
连续波信号模拟调制信号数字调制信号噪声信号
时域分析频域分析调制域分析
调制噪声
9
信号分析技术简介
信号的基本分析方法幅度 (功率)
时域分析
频域分析
10
信号分析技术简介
信号的频域指标
•信号功率 •信号频率 •相位噪声 •杂波抑制 •谐波抑制
次谐波
+5dBm 杂波：-65dBc
（视频带宽<0.1-0.01分辨带宽） ▪ 前置放大器
（内部或外部）
23
操作及实验
操作使用仪器前必须确定以下条件： 1、自己手中将要使用的仪器在检定计量有效期以内 2、环境温湿度 3、使用仪器标称的额定电源电压电流 4、零地电压必须小于0.5V
24
操作及实验
测试CW信号，了解频谱分析仪基本功能频谱分析仪的测量和存盘功能测试模拟调制信号问题
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操作及实验
仪器前面板
显示屏保护框频率计数键
软驱
跟踪源开关帮助缩放窗口频率扩展保护盖
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27
谢谢！
28
21
频谱分析仪性能指标
频谱仪测量灵敏度
RF Input
Mixer
Detector RES BW
Filter
LO
Sweep
频谱仪内部混频器几各级放大器会产生噪声，通过检波器会反映为显示白噪声电平（DANL)
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频谱分析仪性能指标
提高频谱仪灵敏度的技术方法 ▪ 最窄的分辨带宽 ▪ 最小的输入衰减 ▪ 充分利用视频滤波器
频谱分析仪
1
课程内容
频谱分析仪的各种型号信号分析技术简介频谱分析仪工作原理频谱分析仪性能指标频谱分析仪的操作

频谱分析仪的七大性能指标

频谱分析仪的七大性能指标
频谱分析仪是一种用于在频域中显示信号幅度的仪器。

它在射频领域有“射频万用表”的绰号。

在射频领域，传统的万用表无法有效测量信号的幅度，示波器很难测量高频信号，这是频谱分析仪的优势所在。

下面则对频谱分析仪的七大性能指标进行讲解。

1、输入频率范围
它指的是频谱分析仪可以正常工作的最大频率范围。

该范围的上限和下限由HZ表示，HZ由扫描本地振荡器的频率范围确定。

现代频谱分析仪的频率范围通常从低频段到射频频段，甚至微波频段，如1KHz到4GHz。

这里的频率是指中心频率，它是显示频谱宽度中心的频率。

2、分辨率带宽
光谱中两个相邻分量之间的最小行间距定义为HZ。

它表示光谱仪在指定的低点区分两个幅度相等的信号的能力。

在频谱分析仪的屏幕上看到的测量信号的频谱线实际上是窄带滤波器的动态幅频特性图（类似于钟形曲线）。

因此，分辨率取决于幅频带宽的带宽。

为窄带滤波器的幅度频率特性定义的。

频谱分析仪基础知识

幅度 (功率)
时域测量（示波器）
频域测量（频谱仪）
2 频谱分析仪结构及原理

频谱分析仪的类型：傅立叶频谱分析仪和超外差式频谱分析仪 FFT频谱分析仪：被分析的信号通过模数转换器采样，变成离散信号，采样值被保存在一个存储器中，经过离散FFT变换计算，计算出信号的频谱 FFT频谱分析仪不足之处：FFT分析仪不适合脉冲信号的分析，而且由于A/D转换器速度的限制，FFT分析仪仅适合测量低频信号
未经视频滤波
经过视频滤波
锯齿波发生器、本振和显示

锯齿波发生器既控制显示器上曲线的位置，又控制LO的频率，所以就可以通过校准，用显示器的水平轴来表示输入信号频率任何振荡器都不是绝对稳定的，而是在一定程度上被随机噪声调频或调相的。LO的不稳定性会直接影响由LO和输入信号混频后的中频，因此，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，LO越稳定，相位噪声越低 YIG振荡器经常被用作本振，也由一些频谱仪采用压控振荡器作为本振，其调节范围较小，但较YIG调整起来更快；为了增加频谱仪的频率精度，本振信号可以是合成信号，也就是说，本振经锁相环锁定在参考信号上。参考信号通常由一个温控晶振产生，为了增加频率精度与长期的稳定性，大多数频谱仪广泛采用恒温控制晶振
模拟滤波器
模拟数字 15:1 滤波器数字 5:1
FFT滤波器

如果单纯为了测试精度而设置非常窄的分辨率带宽，则会造成无法容忍的长时间扫描，因此在非常高的分辨率的情况下建议采用FFT滤波器，从时域特性计算频谱，见下图。当采用FFT滤波器时，频率非常高的信号不能通过A/D直接采样，须经过与本振混频变为中频并在时域对带通信号取样

扫频式频谱分析仪的信号测量方法

扫频式频谱分析仪的信号测量方法摘要：近年来，我国对扫频式频谱分析仪的应用不断增加，在频谱仪中，增益压缩是频谱分析仪校准规范和检定规程规定的必测项目，但现有的增益压缩校准检定方法存在不足。

为了更好地测量评估频谱分析仪的信号测量，本文首先分析了扫频式频谱分析仪的工作原理，其次探讨了扫频式频谱分析仪的性能指标，最后就扫频式频谱分析仪信号测量进行研究，以供参考。

关键词：信号；频谱分析仪；调幅引言随着频谱分析仪的发展，传统扫频式频谱仪对于扫频终止点到下一次扫频起始点之间死区时间越来越短，但始终存在。

近年来，不存在死区时间的实时频谱分析仪在信号分析中越来越盛行。

在瞬态、偶发信号的测量分析以及频谱监测等应用中，相比传统的扫频式频谱分析仪，实时频谱分析仪进行频谱观测或是查找小信号时具有独特优势。

1扫频式频谱分析仪的工作原理扫频频谱分析仪主要有两种形式，一种是调谐滤波频谱分析仪，通过在频谱分析仪的测量频率范围内调整带通滤波器的中心频率和带宽来检测信号。

让中心频率在关注的频率范围内反复进行信号扫描，逐一遴选出输入信号的相关分量信号，通过检波器和视频放大器后将信号送到显示装置的垂直偏转电路。

产生调谐滤波器中心频率信号的信号发生器负责提供显示装置的水平偏转电路。

这种原理的频谱分析仪成本低廉，容易制造，测量信号真实可靠，但是受限于灵敏度较低、分辨紧邻信号能力差的问题。

另一种就是扫频超外差式频谱分析仪，这种频谱分析仪现在被广泛使用。

2扫频式频谱分析仪的性能指标2.1非线性失真（1）单音频输入。

对于非线性网络，如果输入是单音信号，除了产生幅度失真外，还会产生谐波失真。

当网络的增益一定时，谐波信号的电平取决于谐波的阶次和输入信号的电平。

输入信号电平变化1dB，则谐波电平变化ndB（n为谐波阶次）。

假设没有增益压缩，二阶失真分量的功率增加比基频分量的功率增加要快，直到二阶失真分量的功率等于基频分量的功率，这个点称为二阶截获点。

二阶失真分量电平与基波信号电平之差等于基波信号与截获点之差。

频谱仪测试时几个重要参数的设置

- 49 -频谱仪测试时几个重要参数的设置冯菊香（玉林师范学院，广西玉林 537000）【摘要】频谱仪的最佳工作状态是由诸多因素、参数决定的，而各种参数之间又相互关联，因此在设置频谱仪时需要统筹考虑。

文章从频谱仪的基本原理出发，对输入衰减、前置放大、混频、分辨率带宽、视频带宽、扫频宽度和扫描时间等参数作了重点介绍，并就它们之间的最佳工作状态关系设置进行了阐述。

【关键词】频谱仪；分辨率带宽；视频带宽；扫频宽度【中图分类号】TM935.21 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2009)10-0049-02频谱分析仪是信号分析处理中常用的仪器设备，它不仅用于测量各种信号的频谱，而且还可测量功率、失真、增益和噪声特性等。

其覆盖的频率范围可达40GHz甚至更高，因而被广泛用于所有的无线或有线通信应用中，包括开发、生产、安装与维护等。

从工作原理上看，频谱分析仪可以分为模拟式与数字式两大类。

数字式频谱分析仪主要用于超低频或低频段，其中最有代表性的为傅立叶分析仪。

模拟式频谱分析仪根据使用滤波器的不同，又分为带通滤波器频谱分析仪与外差式扫频频谱分析仪。

（一）频谱仪的基本原理频谱分析仪的基本电路是超外差接收机，亦即利用超过输入信号频率的本地振荡频率通过混频器获得差频输出。

频谱仪显示屏的水平坐标为频率轴，垂直坐标为功率轴，主要用于观测和记录某个指定频率段内的载波频谱。

其基本原理如图1：图1 频谱分析仪基本原理框图信号的流程是：射频信号RF 接入频谱仪，经过前端的衰减器和放大器，达到频谱仪的量程电平指标后，再经过混频器，通过与本振信号的和频或差频而产生中频频率，然后，通过中频带通滤波器和检波器峰值检波后的信号，再经过视频滤波器滤波,经由A/D 转换后显示出来。

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，屏幕上就显示出被测信号在不同频率上的电压包络，从而得到被测信号的频谱。

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。

频谱分析仪介绍 —— 精简版

混频器Mixer 中频增益 IF Gain
中频滤波器 IF Filter 对数放大器 Log AMP 包络检波器 Envelope Detector 视频滤波器 Video Filter
扫描发生器 Sweep Generator
显示 Display 本振 Local Oscillator 参考振荡器 Reference Oscillator 本振单元
-105dBc/Hz @ offset 10KHz, 1GHz 0~40 dB（1 dB steps）
-141dBm/Hz（3GHz处）
–105 dBm
技术
RSA500 系列实时频谱分析仪
频率范围：9kHz ~ 3GHz 实时带宽：40 MHz
数字荧光频谱技术DPX
每秒数万次频谱测量，写入位图（bitmap），然后以看得到的速率传输到屏幕上。
TektronixMDO4000
50kHz ~ 3GHz
Ceyear4037MA
9KHz ~ 3GHz
20Hz ~ 10MHz –95dBc/Hz@ offset 100 kHz 用户不可调 –148 dBm/Hz（3 GHz处） 8bit –78 dBm
10Hz ~ 5MHz， 1/2/3/5步进
采用窄带频域测量较时域测量具有更高的灵敏度，更少的噪声量
优势
可以避开较强的基频和其它强干扰信号多重信号在频域中比在时域中更容易分离
频域测量
某些系统（如FDM，频分多路复用）原本就与频域相关
频谱仪原理
Part
2
扫频式频谱仪工作原理
预选/低通滤波器 Preselect / Low-pass Filter RF输入衰减器 Attenuator 输入信号

agilent 8565ec指标

Agilent 8565ec是一款高性能的频谱分析仪，广泛应用于通信、无线电、雷达、电子对抗等领域。

该频谱分析仪具有多项优秀的性能指标，能够满足复杂信号分析和测量的需求。

以下是Agilent 8565ec频谱分析仪的主要性能指标：1. 频率范围广泛Agilent 8565ec频谱分析仪的频率范围为30 Hz至50 GHz，能够满足广泛信号的分析需求。

无论是低频、高频还是微波频段的信号，都能够精准地进行分析和测量。

2. 高灵敏度该频谱分析仪具有优秀的灵敏度，能够有效地捕获微弱信号并进行精确测量。

这对于分析低信噪比信号或者远距离的信号尤为重要。

3. 高动态范围Agilent 8565ec频谱分析仪的动态范围达到了150 dB，能够有效地分辨和测量强弱信号之间的动态范围。

这意味着即便在复杂的信号环境下，仪器也能够准确地进行信号分析和测量。

4. 高分辨率频谱分析仪的分辨率直接影响到信号分析的准确性和精度。

Agilent 8565ec具有优秀的分辨率，能够解析复杂信号的细节，使得信号特征更加清晰。

5. 宽带分析能力Agilent 8565ec频谱分析仪具有宽带分析能力，能够对宽带信号进行快速分析和测量。

这对于处理高速数据传输和宽带通信信号至关重要。

6. 高稳定性频谱分析仪的稳定性是保证精确测量的关键。

Agilent 8565ec具有优秀的稳定性，能够确保长时间测量过程中的数据准确性和一致性。

7. 多种测量功能除了基本的频谱分析功能，Agilent 8565ec还具有多种扩展的测量功能，如功率谱密度分析、频率偏移分析、调制信号分析等，满足多样化的信号分析需求。

Agilent 8565ec频谱分析仪具有广泛的应用范围和优秀的性能指标，能够满足复杂信号分析和测量的需求。

它在通信、无线电、雷达、电子对抗等领域有着重要的应用，并且在科研、产业界都获得了良好的口碑。

Agilent 8565ec频谱分析仪的性能指标及其应用Agilent 8565ec频谱分析仪作为一款高性能的测试仪器，其广泛应用于通信、无线电、雷达、电子对抗等领域。

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。

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。