一般是通訊行業(yè)，頻譜分析儀是對(duì)無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的必備手段，是從事電子產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)的常用工具，目前應(yīng)用廣泛。今天我們主要來(lái)介紹一下頻譜儀的定義，和在弱小信號(hào)中的應(yīng)用。

    頻譜儀的定義：

    頻譜分析儀是研究電信號(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。它又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等?，F(xiàn)代頻譜分析儀能以模擬方式或數(shù)字方式顯示分析結(jié)果,能分析1赫以下的甚低頻到亞毫米波段的全部無(wú)線電頻段的電信號(hào)。儀器內(nèi)部若采用數(shù)字電路和微處理器，具有存儲(chǔ)和運(yùn)算功能；配置標(biāo)準(zhǔn)接口，就容易構(gòu)成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。

    頻譜儀的專業(yè)應(yīng)用：

    一般大家都會(huì)了解到，測(cè)試信號(hào)在頻譜分析儀顯示屏上不可能顯示為無(wú)限細(xì)的線，它本身有一定的寬度。當(dāng)調(diào)諧通過(guò)信號(hào)時(shí)，其形狀是頻譜分析儀自身分辨率帶寬（ IF濾波器）形狀的顯示。這樣，如果改變?yōu)V波器帶寬，就改變了顯示響應(yīng)的寬度。規(guī)定分辨率帶寬為濾波器的3dB帶寬。3dB帶寬告訴我們?nèi)绾螌蓚€(gè)相隔十分鄰近的等幅信號(hào)彼此分開，一般的說(shuō)，如果兩信號(hào)的間隔大于或等于所選用分辨率帶寬濾波器的3db帶寬，兩個(gè)等幅信號(hào)就可以分辨出來(lái)。

     案例一，兩個(gè)等幅信號(hào)間隔 10kHz，用10kHz的分辨帶寬容易分開它們，因?yàn)閮蓚€(gè)信號(hào)之間將有約為3db的下陷，很清楚，這表明了有一個(gè)以上的信號(hào)。

     形狀因數(shù)（亦稱帶寬選擇性），是對(duì)頻譜分析儀分辨相鄰的不等幅信號(hào)的量度，對(duì)于給定的分辨濾波器，形狀因數(shù)是 60dB帶寬對(duì)3dB帶寬之比，通常頻譜分析儀IF濾波器具有≤15∶1的形狀因數(shù)。在我們測(cè)量?jī)蓚€(gè)不等幅的鄰近信號(hào)時(shí)，如果小信號(hào)非常接近大信號(hào)，會(huì)因大信號(hào)而掩蔽小信號(hào)，換言之，小信號(hào)有可能掩埋在大信號(hào)的裙邊中。對(duì)于幅度相差60db的兩個(gè)信號(hào)，其間隔應(yīng)至少是60dB帶寬的一半或小于一半（用近似3dB下降）。15∶1的形狀因數(shù)的含義是，1kHz分辨帶寬對(duì)應(yīng)的60db帶寬是15kHz，它的一半是7.5kHz，如果大小信號(hào)間隔是10kHz，利用1kHz的分辨帶寬就能區(qū)分出它們。

      案例二，在上例中，兩個(gè)等幅信號(hào)間隔 10kHz，顯然，用10kHz分辨率區(qū)分信號(hào)是設(shè)有問題的，但是，對(duì)于相隔10kHz而幅度下降50dB的失真產(chǎn)物（小信號(hào)），則有可能被掩沒，如果3kHz濾波器的形狀因數(shù)是15∶1，濾波器下降60db的帶寬是45kHz，失真產(chǎn)物（小信號(hào)）將隱藏到測(cè)試信號(hào)（大信號(hào)）裙邊之下。重新設(shè)定一個(gè)分辨帶寬1kHz的窄帶濾波器，對(duì)應(yīng)60dB的帶寬是15kHz，失真產(chǎn)物（小信號(hào)）就很容易被觀察到，因?yàn)?0db帶寬的一半是7.5kHz，它小于頻帶的間隔10kHz，因此，本例測(cè)量所需設(shè)定的分辨帶寬應(yīng)不大于1kHz。

      另外，頻譜儀中，影響分辨率的另一個(gè)因素是頻譜分析儀的剩余調(diào)頻，剩余調(diào)頻與頻譜分析儀的本地振蕩器的頻率穩(wěn)定度相關(guān)，一個(gè)頻譜分析儀的分辨帶寬不可能做得非常窄，以致能觀察到它自身的不穩(wěn)定度，如果它能夠這樣做，那幺我們將不能夠區(qū)分頻譜分析儀和加入信號(hào)兩者的剩余調(diào)頻，并且剩余調(diào)頻使顯示的信號(hào)模糊不清，以致在規(guī)定的剩余調(diào)頻內(nèi)的兩個(gè)信號(hào)不能被分辨出來(lái)。這就意味著，頻譜分析儀的剩余調(diào)頻決定了可允許的最小分辨帶寬，同樣，它決定了等幅信號(hào)的最小間隔。用鎖相構(gòu)造的本地振蕩器作為參考源可降低剩余調(diào)頻，也降低了最小可允許的分辨帶寬。高性能的頻譜分析儀之所以價(jià)格昂貴，就是因?yàn)樗休^好的相位鎖定系統(tǒng)，具有較低的剩余調(diào)頻和較小的最小分辨帶寬。

       噪聲邊帶 (亦稱相位噪聲)，是一種調(diào)制邊帶，作為在信號(hào)響應(yīng)的基底上的噪聲邊帶表現(xiàn)為不穩(wěn)定性，這個(gè)噪聲可能掩蓋近端（靠近載波）低電平信號(hào)。換句話說(shuō)，只考慮帶寬和形狀因數(shù)，我們可能會(huì)看到它，但是這些噪聲邊帶影響了高電平近端低電平信號(hào)的分辨率。邊帶噪聲一般只出現(xiàn)在最窄分辨帶寬的情況，因?yàn)檩^窄濾波器所需的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)掃描時(shí)間太快時(shí)，頻譜分析儀的分辨帶寬濾波器不能夠充分響應(yīng)，即幅度下降、頻率向上移。為了保持正確的讀數(shù)狀態(tài)，我們應(yīng)該遵循下面的掃描時(shí)間設(shè)置。

掃描時(shí)間≥ k×掃描間隔／（分辨率帶寬）2 

        從上式我們可以看到，同樣的掃描間隔（ span），窄的分辨率帶寬（RES BW）意味著長(zhǎng)的掃描時(shí)間（SWP）。這里，對(duì)于平頂濾波器，10≤k≤20，對(duì)于同步調(diào)諧模擬濾波器，2～5≤k。對(duì)于利用數(shù)字信號(hào)處理的頻譜分析儀，k≤1，這表明。，數(shù)字分辨帶寬有著優(yōu)良的形狀因數(shù)和測(cè)量速度。一般頻譜分析儀能自動(dòng)聯(lián)鎖掃描時(shí)間，根據(jù)選取的掃描間隔和分辨帶寬自動(dòng)地選擇最快可允許的掃描時(shí)間，如果手動(dòng)選取的掃描時(shí)間太快，顯示屏上會(huì)出現(xiàn)信息。

        那么最后呢，需要指出的是，在測(cè)量中總會(huì)出現(xiàn)一定量的雜波，通常情況下雜波很小，可以忽略不計(jì)。但測(cè)量低電平信號(hào)時(shí)雜波問題就嚴(yán)重了，通常雜波占有很寬的頻帶，如果測(cè)量值含雜波電平，那幺測(cè)量誤差將會(huì)取決于雜波電平。分辨率帶寬較窄，允許雜波通過(guò)量較少，顯示器上的雜波層下降。分辨率帶寬變化 2倍，將導(dǎo)致雜波電平變化3dB。雜波電平的下降，可使原先被雜波掩蓋的較小信號(hào)也能測(cè)量到。如果我們通過(guò)調(diào)分辨率帶寬之后，信號(hào)依然接近噪聲（雜波），則可用調(diào)節(jié)衰減和視頻帶寬（VBW）來(lái)改進(jìn)信號(hào)的可視度，對(duì)于衰減和視頻帶寬，本文不作具體分析。

       根據(jù)以上了解，我們可以明白，適當(dāng)窄的分辨帶寬，適當(dāng)小的輸入衰減，適當(dāng)?shù)囊曨l帶寬（視頻帶寬≤ 0.1―0.01分辨帶寬）是我們用頻譜分析儀測(cè)量?jī)蓚€(gè)十分鄰近或相對(duì)弱小的信號(hào)，減少測(cè)量誤差應(yīng)掌握的基本方法。