什么是實(shí)時頻譜分析儀？

所謂實(shí)時頻譜分析儀（實(shí)時頻譜儀）就是指能實(shí)時顯示信號在某一時刻的頻率成分及相應(yīng)幅度的分析儀。

在實(shí)時頻譜儀中具體又分為并聯(lián)濾波器型和FFT(快速傅里葉變換)型兩種。

1、并聯(lián)濾波器型實(shí)時頻譜儀（實(shí)時頻譜分析儀）

并聯(lián)濾波器頻譜分析儀是一種真正的實(shí)時頻譜分析儀，其工作原理如下圖：

被測信號經(jīng)過帶寬放大后，由多路分配器分送至多個帶通濾波器，每個濾波器從被測信號選出需要的頻譜分量，經(jīng)檢波器檢波后，送到各顯示器并保持顯示。在設(shè)計和制作這種實(shí)時頻譜分析儀時，每個濾波器的中心頻率調(diào)諧在頻譜內(nèi)的不同頻率上，這就要求濾波器的帶通很窄，濾波器的特性曲線接近矩形，且各濾波器的帶通頻率范圍要適當(dāng)重疊。使頻譜分析儀能夠覆蓋整個頻率范圍，被測信號中任何一個頻譜成分不被遺漏，又能使被測信號中的不同頻率成分在不同顯示器上顯示。這樣各顯示器上所指示的是被測信號在該時刻所具有的頻譜分布情況。這種分析儀的優(yōu)點(diǎn)是所有的濾波器在所有的時間內(nèi)都和輸入的被測信號連接，可以瞬時檢測和顯示瞬變的不確定信號，且測量速度快，動態(tài)范圍寬和幅度測量準(zhǔn)確度高等，其缺點(diǎn)是工作頻率范圍低，大約在100KHz，這是由于該分析儀能顯示的離散頻譜的數(shù)目取決于濾波器的數(shù)目，而實(shí)時頻譜分析儀的分辨率帶寬取決于濾波器的帶寬，可以設(shè)想頻率范圍覆蓋至100KHz，分辨率為1KHz的實(shí)時頻譜分析儀就需要100個濾波器和顯示器，這說明該類實(shí)時頻譜分析儀的價格是非常昂貴的，典型的并聯(lián)濾波器實(shí)時頻譜分析儀采樣32個濾波器來折中成本和分辨率。

2、快速傅里葉變換（FFT）實(shí)時頻譜分析儀

快速傅里葉變換算法可以把某一個時刻的時間函數(shù)f（t）轉(zhuǎn)換成頻率函數(shù)s（w）,FFT實(shí)時頻譜分析儀的方框圖如下圖：

在FFT實(shí)時頻譜分析儀中，首先是時域?qū)Ρ粶y信號進(jìn)行采樣，經(jīng)過高速A/D轉(zhuǎn)換和快速傅里葉分析計算后，不僅可以確定幅度-頻率函數(shù)，還可以確定確定相位-頻率函數(shù)，從而獲得被測信號的頻率、幅度和相位信息，故可對非周期信號和瞬態(tài)信號進(jìn)行頻域分析。

FFT實(shí)時頻譜分析儀的一個優(yōu)點(diǎn)就是能夠快速地捕獲和分析掃頻式頻譜儀不能捕獲的瞬變的單次出現(xiàn)的信號，另一個優(yōu)點(diǎn)是能測量幅度和相位。缺點(diǎn)是FFT實(shí)時頻譜分析儀受A/D轉(zhuǎn)換采樣速率的限制，由于技術(shù)的快速發(fā)展，其A/D和采樣速率都有很大提升，眾多廠商也紛紛不斷推出自己的實(shí)時頻譜分析儀；如：是德科技的RTSA系列實(shí)時頻譜分析儀、R&S的FSVR系列實(shí)時頻譜分析儀、TEK的RS系列實(shí)時頻譜分析儀、Signal Hound便攜式實(shí)時頻譜分析儀、安諾尼的手持式實(shí)時頻譜分析儀、邁克尼斯的手持式實(shí)時頻譜分析儀等等；實(shí)時帶寬更是達(dá)到了200MHz。

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