频谱分析仪应关注哪些方面

在选购频谱分析仪时，您需要考虑多个不同方面；从分辨率带宽到相位噪声性能和幅度范围。让我们来看看其中七个主要方面。

频率范围

频率范围是一个需要考虑的重要因素，因为不同的频谱分析仪测量的频率范围各不相同。

例如，一些频谱分析仪可测量音频频率（20 Hz – 20 kHz），而另一些则可测量射频频率（10 MHz – 10 GHz）。在购买频谱分析仪之前，务必弄清楚您需要测量的频率范围。一旦你了解了这一点，就可以将搜索范围缩小到适合你需求的频谱分析仪。

分辨率带宽

分辨率带宽决定了频谱分析仪能够分辨的信号的最小宽度，通常以赫兹（Hz）为单位表示。

高分辨率带宽测量可更准确地读取窄带信号，而低分辨率带宽测量则更适合读取宽带信号。在选择分辨率带宽时，务必考虑您将把频谱分析仪用于何种应用场合。

例如，如果您的目标是测量非常窄的信号，比如由射频晶体管产生的信号，那么就需要高分辨率带宽。而如果您的目标仅仅是测量信号的总功率，那么较低分辨率的带宽就足够了。

视频带宽

视频带宽是指分析仪能够处理的频率范围的宽度。带宽越宽，分析仪能获取的信息就越多。这一点在处理复杂信号时至关重要，例如由数字设备生成的信号。

数字设备通常会产生具有非常陡峭边沿的信号，称为瞬态信号。更宽的视频带宽使频谱分析仪能够捕捉更多此类瞬态信号，从而实现更精确的测量，并最大程度地减少信号失真。如果您计划使用频谱分析仪测量数字信号，请确保其视频带宽足够宽，以适应这些信号。

许多频谱分析仪型号提供不同的带宽，因此您一定能找到一款完全符合您需求的仪器。

跨度

频宽是指分析仪能够测量的频率范围。频宽越大，分析仪可测量的频率范围就越广，这有助于故障排除或测量频率范围较宽的信号。一个经验法则就是：所选分析仪的频宽至少应为待测信号带宽的两倍。

影响范围对信号扫描时间也有显著影响。扫描时间是指微米束在待测样品上完整扫描一次所需的时间。影响范围会直接决定信号的带宽以及每次扫描所采集的信息量。

更宽的频谱范围意味着每次扫描可捕获更多信息。在选择频谱分析仪时，您应考虑需要捕获的数据量以及期望的扫描时间。

相位噪声性能

在选择合适的频谱分析仪时，务必考虑相位噪声。相位噪声是指信号随时间变化的稳定性指标。频谱分析仪所使用的振荡器类型会影响相位噪声，因为振荡器是信号不稳定性的主要来源。

振荡器可分为基于晶体的和基于原子的两种。基于晶体的振荡器成本较低，但稳定性较差，因此更容易产生带有相位噪声的信号。相比之下，基于原子的振荡器稳定性高得多，产生的信号相位噪声也极低。

低相位噪声意味着信号更稳定，测量误差也更小。稳定的信号对于以下方面至关重要：

在医学成像中捕捉清晰准确的图像

保持电信的强连接

利用雷达系统跟踪移动目标

幅度范围

动态范围是指频谱分析仪能够测量的信号中最大值与最小值之间的差值。动态范围越大，分析仪可测量的信号强度和频率范围就越广。这一点至关重要，因为它能确保在不同频率下对极弱或极强信号进行准确测量。

与幅度测量相关的有两个关键指标：绝对精度和相对精度。

绝对精度指定了幅度测量的精确度。它描述了测量值与被测信号实际值之间的接近程度。

相对精度指的是一次振幅测量与另一次振幅测量之间的精确度。

与频谱分析仪的实际测量一样，幅度范围始终存在一些固有的测量误差。通过了解这两种关键的规格类型，您可以选择一款在精度和准确度方面最符合您应用需求的频谱分析仪。

输入功率

输入功率是指频谱分析仪在不损坏内部元件的情况下能够承受的功率大小。然而，如果输入功率过低，信号将太弱，无法得出准确结果。相反，如果输入功率过高，则会损坏设备。为防止这种情况，大多数频谱分析仪都具有输入功率保护功能，可限制进入设备的功率大小。

需要注意的是，频谱分析仪的输入功率规格与输出功率规格有所不同。输出功率是指该设备能够产生的功率大小。

在选择频谱分析仪时，您应选择一款针对您将要测量的信号具有合适输入和输出功率的仪器。

审核编辑 黄宇