频谱分析仪与信号分析仪的区别

2022-10-14 10:27:46 wings 9

频谱分析仪与信号分析仪的区别

 

信号分析仪


       在实验室和车间中较常用的信号测试仪器是示波器。人的头脑对时间概念比较敏感,每时每刻都接触到时间事件,往往采取频率的形式,但信号用示波器观察较简单的调幅载波信号并不方便,也往往在载波看不见的时候显示出来,调制装置是通过屏幕上的三条线得到的,关于载波频率和载波频率调制的频率。调制方式越复杂,示波器显示就越困难,频谱分析仪具有较强的表达能力,是名副其实的频域仪器的代表。时频通信的数字表达是傅里叶变换,它将时间信号分解成正弦曲线的叠加,完成信号从时域到频域的传输过程。


       早期的频谱分析仪本质上是一个扫频接收机,将输入信号和本振信号经过混频器转换后,通过一组中心频率不同的并联带通滤波器,使输入信号在频率轴上显示出来,由一组带通滤波器限制。显然,由于带通滤波器是由无源组件组成,频谱分析仪整体比较繁琐,频率分辨率也不高。由于傅里叶变换可以使输入信号中的分解分量的频率分量也可以起到类似滤波器的作用,用快速傅里叶变换电路代替低通滤波器,还简化了频谱分析仪的组成,分辨率更高,测量时间更短,扫频范围更广,这是现代频谱分析仪的优点。


       矢量信号分析仪是一种在预定频率范围内自动测量电路增益和相位的仪器。它有一个内部扫频源或可控的外部信号源。它的功能是测量被测电路对扫描信号输入的增益和相位,因此它的电路结构类似于频谱分析仪。频谱分析仪需要测量未知的和任意的输入频率,而矢量信号分析仪只测量自己的或控制的已知频率。频谱分析仪只测量输入信号的振幅(标量仪器),而矢量分析仪测量输入信号的振幅和相位(矢量仪器)。可以看出矢量信号分析仪的电路结构比频谱分析仪复杂,价格也更高。现代矢量信号分析仪也使用快速傅里叶变换。以下描述了它们的异同。传统频谱分析仪的电路是在一定带宽内可调谐的接收机。输入信号经过下变频后由低通滤波器输出,滤波器输出为垂直分量,频率为水平分量。在显示屏上画出坐标图,即输入信号频谱图。由于该变频器可以达到较宽的频率,如30HZ-30ghz,并且结合外接混频器可以扩展到100gHz以上,因此频谱分析仪是频率覆盖较广的测量仪器之一。无论是测量连续信号还是调制信号,频谱分析仪都是一种理想的测量工具。


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