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传统频谱分析仪-英国威廉希尔公司

　　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。

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

频谱分析仪

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*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。

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*少等于输入信号*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*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,*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。例如,10mhz输入频率的1024点的运算时间80μs,而10khz的1024点的运算时间变为64ms,1khz的1024点的运算时间增加*640ms。当运算时间超过200ms时,屏幕的反应变慢,不适于眼睛的观察,补救办法是减少取样点数,使运算时间降低*200ms以下。
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