为什么要用到频谱分析仪

最近出差拜访了不少电子仪表的用户，包括高校老师，研发工程师，生产测试工程师等等。最常被问到两个问题是：示波器和频谱仪有什么区别？我在什么时候更应该用频谱仪？

对于频谱仪这样一个射频领域的最基础最常用仪器，还有这么多人对它的基本概念和用途感到陌生，菲菲确实有点诧异滴所，所以呢，就写了点自己的体会，想和大家一起探讨这个话题。

同学们都知道，对于一个电信号，我们可以从时间角度（时域）去描述，也可以从频率的角度（频域）去描述。之前贴了一幅动画图就很形象地表现了这个时域和频域的区别，看明白了这张图，就可以了解为什么既要做时域分析也要做频域分析了吧？

时域和频域的区别

市面上常见的示波器是都有频谱显示功能滴，这个主要是使用了傅里叶变换（FFT）来进行了时域和频域的转换，但示波器的FFT和频谱仪在射频测试应用有什么区别呢？

1.适用的信号类型不同：示波器主要用途用来观察信号的时域特性（也就是电压随时间的变换特性），主要适用于基带信号的分析（正弦波，方波，比特流等未调制信号），而频谱仪主要针对射频信号（尤其是带了调制的复杂信号或者多频率信号，这样的信号在时间轴上几乎看不出任何规律）的分析。虽然示波器也可以通过FFT从频率域的角度显示信号，但它的性能指标一般不足以分析射频的，带调制的信号。这个菲菲下面会做进一步的解释。

2.测量的带宽不同：示波器的设计主要用于观察基带信号的，所以一般来说带宽都不是很宽，最常见的是几十到几百MHz。当然，随着数字电路技术的快速发展，基带信号的速率也在快速提升，所以，一些中高档的示波器也能到GHz这个数量级。而频谱仪主要用以分析载波及调制了的射频信号，所以频谱仪的频率范围通常要宽很多，举例说安捷伦的入门级频谱仪N9322C就是7GHz的，高端一点的N9000A CXA是26.5 GHz，更高端的N9030A PXA可以到50 GHz。