频谱分析仪是一种重要的电子测量仪器，用于分析电信号在频域内的表现，包括频率分布、功率、谐波、杂波、噪声、干扰和失真等。它在通信工程、无线电技术、科研以及产品质量控制等领域有着广泛的应用。下面将详细讨论频谱分析仪的相关知识点。
1. **频谱分析仪应用**
- 频谱分析仪能够提供信号的频域信息，这是示波器无法提供的。它可以区分和测量混合信号中的各种频率成分，对于识别和分析干扰、失真以及信号质量至关重要。
- 在通信工程中，频谱分析仪用于测试无线通信设备的发射功率、频率稳定性和调制质量，以及查找和定位电磁干扰源。
2. **频谱分析仪类型**
- **FFT频谱分析仪**：适用于连续信号分析，通过快速傅立叶变换（FFT）将时域信号转换为频域。由于A/D转换器速度限制，不适用于高速或脉冲信号。
- **超外差式频谱分析仪**：适用于宽频域分析，通过可调本地振荡器（LO）将输入信号转换为固定的中频信号进行处理。更适合分析脉冲信号和高频信号。
3. **频谱分析仪内部结构及工作原理**
- **滤波器**：用于选择和隔离特定频率范围，防止镜像频率干扰。
- **RF输入衰减器**：保护分析仪免受过高信号电平的损害，提高测试精度，并增大动态范围。
- **混频器**：将输入的射频（RF）信号与本地振荡器产生的信号混合，产生中频（IF）信号。
- **IF滤波器**：进一步筛选中频信号，只允许所需频率通过。
- **对数放大器**：对中频信号进行压缩，以便于后续的检测和显示。
- **检波器**：将中频信号转换为视频信号，用于幅度显示。
- **视频滤波器**：平滑视频信号，减少显示的噪声。
- **扫频发生器**：控制本地振荡器的频率，实现频率扫描。
- **显示**：如阴极射线管（CRT）或液晶显示器（LCD），显示信号的幅度与频率关系。
4. **关键性能指标**
- **频率分辨率**：表示分析仪能分辨的最小频率间隔，决定了仪器能区分的最近两个频率信号的能力。
- **灵敏度**：衡量分析仪检测弱信号的能力，通常与噪声地板有关。
- **动态范围**：表示分析仪能测量的最大信号与最小信号之间的差值，反映了仪器覆盖的功率范围。
5. **PHS测试注意事项**
- 在测试个人 Handy Phone System (PHS) 设备时，需要根据系统规格调整频谱分析仪的参数，如中心频率、带宽、分辨率带宽等，确保准确测量发射功率和频率特性。
掌握频谱分析仪的技术基础，包括其应用、工作原理、内部结构和关键性能指标，对于通信技术人员来说是至关重要的。这不仅有助于理解信号的频域特性，还能提高故障排查和系统优化的能力。在实际操作中，应根据不同的测试需求合理设置参数，以确保测量的准确性和有效性。
