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。
频谱分析系统主要的功能是在频域里显示输入信号的频谱特性。频谱分析仪依信号处理方式的不同,二手频谱仪,一般有两种类型;即时频谱分析仪与扫描调谐频谱分析仪。即时频率分析仪的功能为在同一瞬间显示频域的信号振幅,二手频谱仪租赁,其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器,再经由同步的多工扫描器将信号传送到CRT或液晶等显示仪器上进行显示,其优点是能显示周期性杂散波的瞬间反应,其缺点是价昂且性能受限于频宽范围,滤波器的数目与大的多工交换时间。常用的频谱分析仪是扫描调谐频谱分析仪,其基本结构类似超外差式接收qi,工作原理是输入信号经衰减器直接外加到混波器,可调变的本地振荡器经与CRT同步的扫描产生器产生随时间作线性变化的振荡频率,经混波器与输入信号混波降频后的中频信号再放大,滤波与检波传送到CRT的垂直方向板,因此在CRT的纵轴显示信号振幅与频率的对应关系。较低的RBW固然有助於不同频率信号的分辨与量测,低的RBW将滤除较高频率的信号成份,导致信号显示时产生失真,失真值与设定的RBW密切相关,二手频谱仪厂家,较高的RBW固然有助於宽频带信号的侦测,将增加杂讯底层值,降低量测灵敏度,二手频谱仪生产厂家,对於侦测低强度的信号易产生阻碍,因此适当的RBW宽度是正确使用频谱分析仪重要的概念。
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数字存储示波器的频谱测量
数字存储示波器(DSO)的前端就是ADC变换,因而同样具有频谱分析能力,通过标准或选购的FFT模块获得频谱分析特性。应该指出,DSO主要特点是时域测量,带宽100MHz的产品具有10位以上的垂直分辨率,带宽500MHz的产品只有8位的分辨率,亦即在分辨率上低于频谱分析仪的12位-16位。DSO的前置放大器和衰减器引人瞬态失真,容易在频谱图上表现为低电平的谱波噪声。
特别是高频数字在存储示波器,它采用交叠的ADC来提高取样率,例如每块ADC的取样率是1Gs/s,两块叠加起来获得2Gs/s的取样率。这是简便的提高有效带宽的办法,但用于频谱显示时,各ADC的线性度、增益、频率响应和取样定时稍有差别,都会在取样时钟脉冲交叠取样过程中引人频谱失真,相当多了一组Fs/N的取样脉冲,这里且是基本取样频率,N是交叠的ADC数。这种电路自身产生的混叠信号不容易用滤波器消除,用DS0测量高频信号时要非常小心在频谱图上出现的混叠信息。例如,利用上述两块取样率1Gs/s ADC构成的DSO来观察l00MHz正弦波时,会在900、1100MHz附近出现假信号。由此可见,DSO观察时域信号是好的仪器,由于频域变换后往往出现假信号,测量频谱特性时一定要注意“去伪存真”。
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频谱分析仪原理
虽然今天的技术使得现代数字实现替代许多模拟电路成为可能,但是从经典的频谱分析仪结构开始了解仍然非常有好处。
由于混频器是非线性器件,其输出除了包含两个原始信号之外,还包含它们的谐波以及原始信号与其谐波的和信号与差信号。若任何一个混频信号落在中频(IF)滤波器的通带内,它都会被进一步处理(被放大并可能按对数压缩)。基本的处理过程有包络检波、低通滤波器进行滤波以及显示。斜波发生器在屏幕上产生从左到右的水平移动,同时它还对本振进行调谐,使本振频率的变化与斜波电压成正比。