頻譜分析儀代理商Agitek分享頻譜儀那些事兒

agitek2008

示波器和頻譜分析儀對(duì)于很多高校老師、研發(fā)工程師、生產(chǎn)測(cè)試工程師等很多研發(fā)工作者來(lái)說(shuō)，是必不可少的工具。那么，你對(duì)頻譜分析儀了解多少呢？示波器和頻譜儀究竟有什么區(qū)別？在工作中什么時(shí)候更應(yīng)該用頻譜儀？今天安泰測(cè)試Agitek就給大家說(shuō)道說(shuō)道。

頻譜分析儀是一種測(cè)試測(cè)量設(shè)備，主要用于射頻和微波信號(hào)的頻域分析，包括測(cè)量信號(hào)的功率，頻率，失真等。它的性能主要是從實(shí)時(shí)帶寬，動(dòng)態(tài)范圍，靈敏度和功率測(cè)量準(zhǔn)確度等四個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)。也是研究電信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)的儀器，用于信號(hào)失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號(hào)參數(shù)的測(cè)量，可用以測(cè)量放大器和濾波器等電路系統(tǒng)的某些參數(shù)，是一種多用途的電子測(cè)量?jī)x器。

市面上常見的示波器是都有頻譜顯示功能滴，這個(gè)主要是使用了傅里葉變換（FFT）來(lái)進(jìn)行了時(shí)域和頻域的轉(zhuǎn)換，但示波器的FFT和頻譜儀在射頻測(cè)試應(yīng)用有什么區(qū)別呢？

1. 適用的信號(hào)類型不同：

①示波器：示波器主要用途用來(lái)觀察信號(hào)的時(shí)域特性（也就是電壓隨時(shí)間的變換特性），主要適用于基帶信號(hào)的分析（正弦波，方波，比特流等未調(diào)制信號(hào)）。

②頻譜儀：頻譜儀主要針對(duì)射頻信號(hào)（尤其是帶了調(diào)制的復(fù)雜信號(hào)或者多頻率信號(hào)，這樣的信號(hào)在時(shí)間軸上幾乎看不出任何規(guī)律）的分析。雖然示波器也可以通過(guò)FFT從頻率域的角度顯示信號(hào)，但它的性能指標(biāo)一般不足以分析射頻的，帶調(diào)制的信號(hào)。下面會(huì)做進(jìn)一步的解釋。

2. 測(cè)量的帶寬不同：

①示波器：示波器的設(shè)計(jì)主要用于觀察基帶信號(hào)的，所以一般來(lái)說(shuō)帶寬都不是很寬，最常見的是幾十到幾百M(fèi)Hz。當(dāng)然，隨著數(shù)字電路技術(shù)的快速發(fā)展，基帶信號(hào)的速率也在快速提升，所以，一些中高檔的示波器也能到GHz這個(gè)數(shù)量級(jí)。

②頻譜儀：頻譜儀主要用以分析載波及調(diào)制了的射頻信號(hào)，所以頻譜儀的頻率范圍通常要寬很多，舉例說(shuō)安捷倫的入門級(jí)頻譜儀N9322C就是7GHz的，高端一點(diǎn)的N9000A CXA是26.5 GHz，更高端的N9030A PXA可以到50 GHz。

3. 測(cè)量?jī)?nèi)容不同：

①示波器：示波器觀察的是電壓隨時(shí)間的變換，所以通�？吹降氖钦�弦波，方波，比特流等，關(guān)注電壓，周期，上升，下降沿，過(guò)沖，毛刺，以及多路信號(hào)間的時(shí)序等特征。

②頻譜儀：頻譜儀看的是射頻信號(hào)的功率，頻率，失真（諧波和互調(diào)產(chǎn)物），調(diào)制后的帶寬，泄漏到相鄰信道的大小，噪聲測(cè)試，以及復(fù)雜調(diào)制信號(hào)的深入分析（調(diào)制度，IQ星座圖，調(diào)制誤差等等）

4. 靈敏度不同：

①示波器：示波器看的都是基帶信號(hào)并通過(guò)傳導(dǎo)方式連接，信號(hào)幅度一般都較強(qiáng)，在幾伏，十分之幾或百分之幾伏（功率在毫瓦級(jí)），②頻譜儀：頻譜儀很多時(shí)候需要測(cè)量發(fā)射信號(hào)頻譜或從空中接受到的射頻信號(hào)，功率往往比1毫瓦還低數(shù)個(gè)甚至十幾個(gè)十次方的，換算過(guò)來(lái)就是幾微伏甚至更低。

5.動(dòng)態(tài)范圍不同：所謂動(dòng)態(tài)范圍，是指同時(shí)觀測(cè)大信號(hào)和小信號(hào)的能力。

①示波器：示波器在觀測(cè)一個(gè)主信號(hào)刻度在伏特級(jí)的信號(hào)的時(shí)候，能方便觀察的的細(xì)微信號(hào)或波動(dòng)在零點(diǎn)幾或零點(diǎn)零幾伏。也就是說(shuō)電壓的十分之或百分之幾的分辨率（功率的百分之或者萬(wàn)分之幾）。

②頻譜儀：頻譜儀可以同時(shí)觀測(cè)的小信號(hào)可以是大信號(hào)的功率的百萬(wàn)分之一，千萬(wàn)分之一，一億分之一。而在射頻測(cè)量領(lǐng)域，經(jīng)常需要這樣大的動(dòng)態(tài)范圍。

以上內(nèi)容主要介紹示波器和頻譜儀不同使用情況下的區(qū)別。綜上所述，雖然都是信號(hào)分析，但是在下面情況的時(shí)候可能更需要一臺(tái)頻譜儀而不是示波器：

1、關(guān)注的是射頻設(shè)備和射頻信號(hào)測(cè)試（載波以及經(jīng)過(guò)調(diào)制以后信號(hào)），比如測(cè)試射頻收發(fā)信機(jī)

2、寬頻段內(nèi)對(duì)未知信號(hào)進(jìn)行檢查，比如空中信號(hào)的成分以及各種射頻干擾，電子產(chǎn)品的的EMC測(cè)試等。

3、同時(shí)關(guān)注大信號(hào)和微小信號(hào)，比如希望了解發(fā)射機(jī)的信號(hào)的失真，互調(diào)，雜波等。
    4.關(guān)注毫伏級(jí)以下的弱小信號(hào)的時(shí)候，比如關(guān)注印刷電路板上信號(hào)間的耦合，電源和時(shí)鐘上寄生的雜波等。

以上四點(diǎn)為頻譜儀常見使用問(wèn)題，其中前面三種應(yīng)用情況是典型的頻譜分析儀的應(yīng)用，而第四種情況是工程師們不怎么熟悉，也是最令電路設(shè)計(jì)工程師頭痛的問(wèn)題。很多時(shí)候，工程師們?cè)谘邪l(fā)后期發(fā)現(xiàn)整機(jī)有問(wèn)題進(jìn)行故障診斷和調(diào)試時(shí)才考慮到這個(gè)。

以上信息由西安安泰測(cè)試整理，如果大家想了解更多關(guān)于頻譜分析儀或者其他電測(cè)儀器的知識(shí)，歡迎咨詢安泰測(cè)試或者參加安泰測(cè)試培訓(xùn)學(xué)院的培訓(xùn)課程，為你解鎖更多儀器相關(guān)知識(shí)。