详析频谱分析仪：定义、类型与应用

"频谱分析仪的定义及使用" 频谱分析仪是一种至关重要的电子测量工具，主要用于分析信号的频域特性。它可以帮助工程师们理解信号的频率成分、功率分布以及可能存在的干扰源。频谱分析仪的核心功能是将时域信号转化为频域表示，展示信号在不同频率上的能量分布。 1. 频谱仪定义 频谱分析仪是一种测量设备，它能够显示信号的频谱特性，即信号能量随频率的变化情况。这通常涉及到将信号通过一系列滤波器或进行快速傅里叶变换（FFT），从而得到信号在各个频率成分上的功率。作为峰值响应的选频电平表，频谱分析仪可以测量正弦波的有效值，并将其转换为频率的函数。 1. 频谱仪分类 根据工作原理，频谱分析仪主要分为两类：实时频谱仪和扫频调谐式频谱仪。 1.2.1 实时频谱仪 实时频谱仪能够同时显示所有频率分量，保持相位信息不变，使得分析周期性、随机性以及瞬态信号成为可能。它包含两种类型： - 多通道滤波器频谱仪：输入信号被同时送入多个滤波器，每个滤波器的输出反映了输入信号中对应频率段的能量。这种类型的频谱仪适用于音频范围，优点是测量速度快，适合构建实时测量系统，但受限于滤波器数量和带宽。 - FFT分析仪：基于FFT数学运算的计算机分析，可以测量非周期信号并保留相位信息，适用于低频段，但可能具有相对较小的频率范围、较低的灵敏度和动态范围。 1.2.2 扫描调谐式频谱仪 这类频谱仪按照时间顺序对输入信号进行调谐，适用于分析频谱稳定的时间周期性信号。主要包括： - 扫描射频调谐型频谱仪：利用可调带通滤波器来调谐和分辨信号，价格相对便宜，但分辨率和灵敏度较低。 - 超外差式频谱仪：广泛应用于各种测量场景，通过外差方法选择频率分量，固定中频并改变本振频率，提供良好的频率分辨率、灵敏度和测量频率范围，其工作原理与AM收音机类似。 频谱分析仪是电子工程、通信、雷达、航空航天等领域的必备工具，通过精确地分析信号频谱，有助于设计、优化和故障排查。无论是实时频谱仪的高速实时测量能力，还是扫频调谐式频谱仪的广泛应用，它们都在不同场景下提供了对信号频率特性的深入洞察。