频谱分析仪的功能主要包括频谱显示、频谱测量、频谱分析、时域显示、频谱处理、噪声测量、频率标准校准、自动化测试等。
频谱显示:频谱分析仪可以将信号在频域上的分布以图形形式呈现,让用户直观地了解信号的频谱特性12。
频谱测量:对信号的各种频谱参数进行测量,如中心频率、带宽、峰值、均值等,帮助用户更全面地了解信号特性3。
频谱分析:通过对信号频谱的分析,深入研究信号的频域特性,包括信号的谱线、谱带、谱峰、谱密度等3。
时域显示:除了频谱显示外,频谱分析仪还可以将信号的时域波形以图形形式呈现,让用户全面地了解信号的时域和频域特性3。
频谱处理:对信号进行滤波、平滑、增益等处理,以提高信号的质量和准确性3。
噪声测量:帮助用户测量信号中的噪声水平,并提供有关噪声的统计信息,如均值、标准差等3。
频率标准校准:根据频率标准源进行校准,以确保频谱分析仪的精度和准确性3。
自动化测试:许多频谱分析仪支持自动化测试和控制,可以通过编程接口或脚本语言实现自动化测试和数据处理3。
此外,频谱分析仪还常被用于监测电磁环境、电子产品电磁兼容测量、信号源输出信号品质检测等领域,是电子工程师进行信号分析和测试的重要工具
频谱分析仪的原理可以理解为一种具有频率选择性、峰值检测的电压表,它经过校准之后显示正弦波的有效值。具体来说,频谱分析仪的工作原理涉及以下几个关键点:
频域与时域的关系:
时域是描述数学函数或物理信号对时间的关系,而频域则是描述信号在频率方面特性时用到的一种坐标系。
时域分析与频域分析是对模拟信号的两个观察面,时域分析以时间轴为坐标表示动态信号的关系,而频域分析则是把信号变为以频率轴为坐标表示出来1。
信号的频谱分解:
任何时域信号都可以变换成相应的频域信号,通过频域测量可以得到信号在某个特定频率上的能量值。
频谱分析仪通过适当的滤波,能将信号分解成若干个立的正弦波或频谱分量,然后对这些分量进行单分析2。
超外差式频谱分析仪的工作原理:
输入信号先经过一个衰减器,再经低通滤波器到达混频器,然后与来自本振(LO)的信号相混频。
混频器是非线性器件,其输出除了包含两个原始信号之外,还包含它们的谐波以及原始信号与其谐波的和信号与差信号。
若任何一个混频信号落在中频(IF)滤波器的通带内,它都会被进一步处理(被放大并可能按对数压缩),然后经过包络检波、低通滤波器进行滤波以及显示34。
即时频谱分析仪的工作原理:
即时频谱分析仪的功能为在同一瞬间显示频域的信号振幅。
其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器,再经由同步的多任务扫瞄器将信号传送到屏幕上。
优点是能显示周期性杂散波(Periodic Random Waves)的瞬间反应,但缺点是价格昂贵且性能受限于频宽范围、滤波器的数目与大的多任务交换时间56。
综上所述,频谱分析仪通过特定的信号处理技术和架构,能够将复杂的时域信号转换为频域信号,并对其进行详细的分析和测量。
频谱分析仪的常见型号包括SpecMini、MS2711E、MS2712E、SA6、RMT720A/740A、FAT811、FMT450、FAT150系列,以及E8000A/E8600A等。
SpecMini:这是一款44GHz的手持式频谱分析仪,由创远信科推出,适用于各种射频通信测试场景1。
MS2711E和MS2712E:这两款手持式频谱分析仪由Anritsu安立推出,分别覆盖9KHz到3GHz和9kHz到4GHz的频率范围,具有干扰地图、信道扫描仪、GPS定位等多种功能23。
SA6:这是一款手持频谱分析仪,频率范围覆盖35MHz到6200MHz,同时集成了扫频仪和信号发生器的功能4。
RMT720A/740A、FAT811、FMT450、FAT150系列:这些手持式频谱分析仪由青岛一卓光电科技旗下品牌TFN推出,频段范围覆盖9KHz到40GHz,适用于无线测试、干扰定位、室外路测、5G NR等多种用途5。
E8000A/E8600A:这是德力推出的手持频谱分析仪,具体性能和参数可能因型号而异6。
这些型号只是频谱分析仪市场中的一部分,实际选择时还需根据具体需求和应用场景进行权衡。