什么是频谱分析仪：工作及其应用

频谱分析仪是用于测量的重要仪器之一频率还有许多其他参数。有趣的是，频谱分析仪用于测量我们知道的信号，并找到我们不知道的信号。由于其准确性，频谱分析仪在电气和电子测量领域获得了大量应用。它用于测试许多电路和系统。这些电路和系统以射频电平运行。

通过其不同的模型配置，该设备在仪表和测量字段中具有自己的多功能性。它配有不同的规格，尺寸，甚至可根据特定应用程序提供。目前在超频率的均匀高频范围内使用该装置的使用目前在研究中。它甚至可以连接到计算机系统，并且可以在数字平台上记录测量值。

什么是频谱分析仪?

频谱分析仪基本上是一种测试仪器，测量电路或系统在无线电频率范围内的各种参数。一个正常的测试设备会根据它相对于时间的振幅来测量这个量。例如，电压表会基于时域测量电压幅值。我们会得到一个正弦曲线交流电压或直线直流电压。但频谱分析仪将在幅度与频率方面测量数量。

如图所示，频谱分析仪测量频域中的幅度。高峰信号表示幅度，并且在其间，我们也有噪声信号。我们可以使用Spectrum Analyzer来消除噪声信号并使系统更有效。对噪声消除因子（SNR）的信号是现在电子应用的重要特征之一。例如，耳机具有噪声消除方面。用于测试此类设备，使用频谱分析仪。

频谱分析仪的框图如图所示。它由一个输入衰减器组成，衰减输入射频信号。将衰减后的信号送入低通滤波器以消除纹波。

滤波后的信号与电压调谐振荡器混合，并馈给放大器。的放大器被送入阴极射线示波器。在另一边，我们也有一个扫描发生器。两者都被送入CRO以进行垂直和水平偏转。

频谱分析仪从根本上测量馈给分析器的信号的频谱含量。例如，如果我们测量一个滤波器的输出，比如说低通滤波器，那么频谱分析仪会在频域测量输出滤波器的频谱含量。在这个过程中，它还会测量噪音含量，并在CRO中显示，

如方框图所示，频谱分析仪的工作基本上可以分为在阴极射线示波器上产生垂直扫描和水平扫描。我们知道，被测信号的水平扫频是相对于频率的，而垂直扫频是相对于其振幅的。

为了产生测量信号的水平扫描，射频电平处的信号被馈送到输入衰减器，该输入衰减器，其在射频电平处衰减信号。衰减器的输出被馈送到低通滤波器以消除信号中的任何纹波内容。然后它被馈送到放大器，该放大器将信号的大小放大到一定级别。

在这个过程中，它也与调谐到一定频率的振荡器的输出相混合。振荡器有助于产生馈电波形的交替性质。信号与振荡器混合放大后，送入水平检波器，水平检波器将信号转换为频域。在频谱分析仪中，信号的频谱量是在频域上表示的。

对于垂直扫描，需要振幅。为了获得幅度，将信号馈送到电压调谐振荡器。电压调谐振荡器在射频级别调谐。通常，电阻器和电容器组合用于获得振荡器电路。这被称为RC振荡器。在振荡器级别，信号使阶段移位360度。对于该相移，使用不同级别的RC电路。通常，我们有3个级别。

有时甚至变压器也用于移相目的。在大多数情况下，振荡器的频率也使用斜坡发生器来控制。斜坡发生器有时也连接到脉宽调制器以获得脉冲斜坡。振荡器的输出馈送到垂直扫描电路。在阴极射线示波器上提供振幅。

频谱分析仪可以分为两类。模拟和数字

模拟频谱分析仪采用超外差原理。它们也被称为扫频或扫频分析仪。如方框图所示，分析仪将有不同的水平和垂直扫描电路。为了以分贝表示输出，在水平扫描电路之前还使用了一个对数放大器。还提供了一个视频过滤器来过滤视频内容。使用斜坡发生器在显示器上为每个频率提供一个独特的位置，通过这个位置它可以显示频率响应。

数字频谱分析仪由快速傅里叶变换（FFT）块和模数转换器（ADC）块组成，以将模拟信号转换为数字信号。通过框图表示

如框图表示所示，信号被馈送到衰减器，该衰减器衰减信号的电平，然后馈入LPF以消除纹波内容。然后将信号馈送到模数转换器（ADC），其将信号转换为数字域。数字信号被馈送到FFT分析器，该FFT分析器将信号转换为频域。它有助于测量信号的频谱。最后，使用CRO显示它。

它具有许多优点，因为它测量射频范围内信号中的光谱量。它还提供了许多测量。唯一的缺点是其成本，与通常的传统仪表相比，其更高。

基本上用于测试目的的频谱分析仪可用于测量各种量。所有这些测量都在射频电平进行。使用频谱分析仪经常测量数量 -

信号电平- 可以使用频谱分析仪测量基于频域的信号的幅度
相位噪声-由于测量是在频域上进行的，并且测量了频谱含量，因此可以很容易地测量相位噪声。它出现在阴极射线示波器的输出波形中。
谐波畸变- 这是用于信号质量的主要因素。基于谐波失真，计算总谐波失真（THD）以评估信号的功率质量。信号必须从SAG和膨胀中保存。谐波失真水平的降低甚至是避免不必要的损失的重要性。
互调失真- 在调制信号时，基于幅度（幅度调制）或频率（频率调制）失真是在中间级引起的。必须避免这种失真来具有处理信号。为此，频谱分析仪用于测量互调失真。一旦使用外部电路减少了失真，就可以处理信号。
杂散信号- 这些是要检测和消除的不必要的信号。这些信号不能直接测量。它们是未知的信号，需要测量。
信号频率-这也是一个需要评估的重要因素。由于我们使用的是射频级的分析仪，频率的频带非常高，因此测量每个信号的频率含量就变得非常重要。对于这个频谱，分析仪是专门使用的。
光谱面具-频谱分析仪也有助于分析光谱掩模

因此，我们看到了它的工作原理、设计、优点和应用光谱分析仪。必须思考，如何存储在频谱分析仪中正在测量的数据？以及如何将其转移到像计算机这样的其他媒体以进行进一步测量。