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测试之一频率以及其他许多参数。有趣的是，频谱分析仪被用来测量我们知道的信号并找到我们不知道的信号。频谱分析仪由于其准确度高，在电子电气测量领域得到了广泛的应用。2021欧洲杯足球竞猜官方平台它被用来测试许多电路和系统。这些电路和系统在射频水平上运作。

由于其不同的模型配置，该装置在仪器和测量领域有自己的通用性。它有不同的规格，大小，甚至可根据具体的应用。该装置在甚高频范围内的使用目前正在研究中。它甚至可以连接到计算机系统，并在数字平台上记录测量结果。

什么是谱分析仪？

Spectrum Analyzer基本上是一种测试仪器，可在射频范围内测量电路中的各种参数或在系统中。一块正常测试设备将根据时间尺寸测量数量。例如，电压表将基于时域测量电压幅度。所以我们会得到一个正弦曲线交流电压或者是一条直线直流电压。但是一个频谱分析仪会根据振幅和频率来测量这个量。

如图所示，频谱分析仪在频域内测量振幅。峰值信号代表幅度，在这两者之间，我们也有噪声信号。我们可以利用频谱分析仪来消除噪声信号，使系统更加高效。信噪比(SNR)是当今电子应用的重要特征之一。例如，耳机具有降噪功能。为了测试这类设备，使用了频谱分析仪。

频谱分析仪的框图如上所示。它由输入衰减器组成，其衰减输入射频信号。衰减信号被馈送到低通滤波器以消除纹波内容。

滤波信号与电压调谐振荡器混合，并馈送到放大器。该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。它们都被送入CRO进行垂直和水平偏转。

频谱分析仪从根本上衡量信号的频谱含量，即进入分析仪。例如，如果我们测量过滤器的输出，请让我们说低通滤波器，然后频谱分析仪将测量频域中输出滤波器的频谱内容。在此过程中，它还将测量噪声内容并在CRO中显示它，

如在框图中所示，频谱分析仪的工作可以基本上分类为在阴极射线示波器上产生垂直和水平扫描。我们知道测量信号的水平扫描将相对于频率，并且垂直扫描将相对于其幅度。

为了产生被测信号的水平扫描，射频电平的信号被馈送到输入衰减器，该衰减器在射频电平衰减信号。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。然后它被送入一个放大器，放大器将信号的幅度放大到一定的水平。

在该过程中，它也与以特定频率调谐的振荡器的输出混合。振荡器有助于产生馈电波形的交替性质。在与振荡器混合并放大后，将信号馈送到水平检测器，该水平检测器将信号转换为频域。这里在频谱分析仪中，信号的光谱量在频域中表示。

对于垂直扫描，振幅是必需的。为了得到振幅，信号被馈送到电压调谐振荡器。电压调谐振荡器在射频电平进行调谐。一般采用电阻和电容组合来获得振荡电路。这就是所谓的RC振荡器。在振荡器级，信号相位移动360度。对于这种相移，使用了不同级别的RC电路。通常我们有3个关卡。

有时甚至变压器也用于相移目的。在大多数情况下，也使用斜坡发生器控制振荡器的频率。斜坡发生器有时也连接到脉冲宽度调制器以获得脉冲斜面。振荡器的输出被馈送到垂直扫描电路。在阴极射线示波器上提供幅度。

频谱分析仪可分为两类。模拟和数字

模拟频谱分析仪使用超外差原理。它们也被称为扫除或扫描分析仪。如框图所示，分析器将具有不同的水平和垂直扫描电路。为了在分贝中显示输出，在水平扫描电路之前也使用对数放大器。还提供视频过滤器以过滤视频内容。使用斜坡发生器提供显示屏上的每个频率，可以显示频率响应的唯一位置。

数字频谱分析仪由快速傅立叶变换(FFT)模块和模拟数字转换器(ADC)模块组成，将模拟信号转换为数字信号。用框图表示

如图所示，信号被馈送到衰减器，衰减器衰减信号的电平，然后馈送到LPF以消除纹波含量。然后信号被馈送给模数转换器(ADC)， ADC将信号转换到数字域。数字信号被送入FFT分析仪，然后转换成频域信号。它有助于测量信号的频谱。最后，它显示使用CRO。

它有很多优点，因为它测量的频谱量在射频范围内的信号。它还提供了一些测量方法。唯一的缺点是它的成本，比通常的常规仪表要高。

基本上用于测试目的的频谱分析仪可以用来测量各种数量。所有这些测量都是在无线电频率水平进行的。频谱分析仪经常测量的量是-

信号的水平-基于频域的信号幅度可以用频谱分析仪测量
相位噪声- 当测量在频域中完成并且测量光谱内容时，可以容易地测量相位噪声。它在阴极射线示波器的输出中显示为涟漪。
谐波失真-这是决定信号质量的一个主要因素。基于谐波失真，计算总谐波失真(THD)来评价信号的电能质量。信号必须从下垂和膨胀中拯救出来。为了避免不必要的损失，降低谐波失真水平甚至很重要。
互调失真—在调制信号时，基于幅度(调幅)或频率(调频)的畸变都是在中间水平引起的。为了得到经过处理的信号，必须避免这种失真。为此，采用频谱分析仪测量互调失真。一旦使用外部电路降低失真，就可以对信号进行处理。
杂散信号-这些是需要检测和消除的无用信号。这些信号无法直接测量。它们是需要测量的未知信号。
信号频率- 这也是评估的重要因素。由于我们使用了射频电平的分析仪，频率非常高，因此测量每个信号的频率内容变得非常重要。对于该频谱，具体使用分析仪。
光谱的面具- 频谱分析仪也有助于分析光谱面罩

因此，我们已经看到了工作原理，设计，优势和应用光谱分析仪。人们必须思考，如何在频谱分析仪中存储正在测量的数据?以及如何将其传输到计算机等其他介质中进行进一步的测量。