頻譜分析儀
　　
　　系統(tǒng)主要的功能是在頻域里顯示輸入信號(hào)的頻譜特性.頻譜分析儀依信號(hào)處理方式的不同,一般有兩種類型;即時(shí)頻譜分析儀（Real-Time Spectrum Analyzer）與掃描調(diào)諧（Sweep-Tuned Spectrum Analyzer）.即時(shí)頻率分析儀的功能為在同一瞬間顯示頻域的信號(hào)振幅,其工作原理是針對(duì)不同的頻率信號(hào)而有相對(duì)應(yīng)的濾波器與檢知器（Detector）,再經(jīng)由同步的多工掃描器將信號(hào)傳送到CRT螢?zāi)簧?其優(yōu)點(diǎn)是能顯示周期性雜散波（Periodic Random Waves）的瞬間反應(yīng),其缺點(diǎn)是價(jià)昂且性能受限于頻寬范圍,濾波器的數(shù)目與zui大的多工交換時(shí)間（Switching Time）.zui常用的是掃描調(diào)諧,其基本結(jié)構(gòu)類似超外差式接收器,工作原理是輸入信號(hào)經(jīng)衰減器直接外加到混波器,可調(diào)變的本地振蕩器經(jīng)與CRT同步的掃描產(chǎn)生器產(chǎn)生隨時(shí)間作線性變化的振蕩頻率,經(jīng)混波器與輸入信號(hào)混波降頻后的中頻信號(hào)（IF）再放大,濾波與檢波傳送到CRT的垂直方向板,因此在CRT的縱軸顯示信號(hào)振幅與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系.影響信號(hào)反應(yīng)的重要部份為濾波器頻寬,濾波器之特性為高斯濾波器（Gaussian-Shaped Filter）,影響的功能就是量測(cè)時(shí)常見到的解析頻寬（RBW,ResolutionBandwidth）.RBW代表兩個(gè)不同頻率的信號(hào)能夠被清楚的分辨出來的zui低頻寬差異,兩個(gè)不同頻率的信號(hào)頻寬如低于的RBW,此時(shí)該兩信號(hào)將重疊,難以分辨,較低的RBW固然有助於不同頻率信號(hào)的分辨與量測(cè),低的RBW將濾除較高頻率的信號(hào)成份,導(dǎo)致信號(hào)顯示時(shí)產(chǎn)生失真,失真值與設(shè)定的RBW密切相關(guān),較高的RBW固然有助於寬頻帶信號(hào)的偵測(cè),將增加雜訊底層值（Noise Floor）,降低量測(cè)靈敏度,對(duì)於偵測(cè)低強(qiáng)度的信號(hào)易產(chǎn)生阻礙,因此適當(dāng)?shù)腞BW寬度是正確使用重要的概念.
　　一般維修者不使用，一是他的價(jià)格較高，二是操作較為復(fù)雜。需要配合信號(hào)發(fā)生器。但使用起來很方便的可以查找故障。
[編輯本段]的原理
　　
　　的工作原理
　　架構(gòu)猶如時(shí)域用途的示波器，外觀如圖1.2 所示，面板上布建許多功能控制按鍵，作為系統(tǒng)功能之調(diào)整與控制，系統(tǒng)主要的功能是在頻域里顯示輸入信號(hào)的頻譜特性。依信號(hào)處理方式的不同，一般有兩種類型；實(shí)時(shí)（Real-Time Spectrum Analyzer）與掃瞄調(diào)諧（Sweep-Tuned Spectrum Analyzer）。實(shí)時(shí)頻率分析儀的功能為在同一瞬間顯示頻域的信號(hào)振幅，其工作原理是針對(duì)不同的頻率信號(hào)而有相對(duì)應(yīng)的濾波器與檢知器（Detector），再經(jīng)由同步的多任務(wù)掃瞄器將信號(hào)傳送到CRT 屏幕上，其優(yōu)點(diǎn)是能顯示周期性雜散波（PeriodicRandom Waves）的瞬間反應(yīng)，其缺點(diǎn)是價(jià)昂且性能受限于頻寬范圍、濾波器的數(shù)目與zui大的多任務(wù)交換時(shí)間（Switching Time）。
　　zui常用的是掃瞄調(diào)諧，其基本結(jié)構(gòu)類似超外差式接收器，工作原理是輸入信號(hào)經(jīng)衰減器直接外加到混波器，可調(diào)變的本地振蕩器經(jīng)與CRT 同步的掃瞄產(chǎn)生器產(chǎn)生隨時(shí)間作線性變化的振蕩頻率，經(jīng)混波器與輸入信號(hào)混波降頻后的中頻信號(hào)（IF）再放大、濾波與檢波傳送到CRT 的垂直方向板，因此在CRT 的縱軸顯示信號(hào)振幅與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，信號(hào)流程架構(gòu)如圖1.3 所示。
　　影響信號(hào)反應(yīng)的重要部份為濾波器頻寬，濾波器之特性為高斯濾波器（Gaussian-Shaped Filter），影響的功能就是量測(cè)時(shí)常見到的解析頻寬（RBW， Resolution Bandwidth）。RBW 代表兩個(gè)不同頻率的信號(hào)能夠被清楚的分辨出來的zui低頻寬差異，兩個(gè)不同頻率的信號(hào)頻寬如低于的RBW，此時(shí)該兩信號(hào)將重迭，難以分辨，較低的RBW 固然有助于不同頻率信號(hào)的分辨與量測(cè)，低的RBW 將濾除較高頻率的信號(hào)成份，導(dǎo)致信號(hào)顯示時(shí)產(chǎn)生失真，失真值與設(shè)定的RBW 密切相關(guān)，較高的RBW 固然有助于寬帶帶信號(hào)的偵測(cè)，將增加噪聲底層值（Noise Floor），降低量測(cè)靈敏度，對(duì)于偵測(cè)低強(qiáng)度的信號(hào)易產(chǎn)生阻礙，因此適當(dāng)?shù)腞BW 寬度是正確使用重要的概念。
　　圖1.2：的外觀
　　另外的視頻頻寬（VBW，Video Bandwidth）代表單一信號(hào)顯示在屏幕所需的zui低頻寬。如前所說明，量測(cè)信號(hào)時(shí)，視頻頻寬過與不及均非適宜，都將造成量測(cè)的困擾，如何調(diào)整必須加以了解。通常RBW 的頻寬大于等于VBW，調(diào)整RBW 而信號(hào)振幅并無(wú)產(chǎn)生明顯的變化，此時(shí)之RBW 頻寬即可加以采用。量測(cè)RF 視頻載波時(shí)，信號(hào)經(jīng)設(shè)備內(nèi)部的混波器降頻后再加以放大、濾波（RBW 決定）及檢波顯示等流程，若掃描太快，RBW 濾波器將無(wú)法*充電到信號(hào)的振幅峰值，因此必須維持足夠的掃描時(shí)間，而RBW 的寬度與掃描時(shí)間呈互動(dòng)關(guān)系，RBW 較大，掃描時(shí)間也較快，反之亦然，RBW 適當(dāng)寬度的選擇因而顯現(xiàn)其重要性。較寬的RBW 較能充分地反應(yīng)輸入信號(hào)的波形與振幅，但較低的RBW 將能區(qū)別不同頻率的信號(hào)。例如使用于6MHz 頻寬視訊頻道的量測(cè)，經(jīng)驗(yàn)得知，RBW 為300kHz 與3MHz 時(shí)，載波振幅峰值并不產(chǎn)生顯著變化，量測(cè)6MHz的視頻信號(hào)通常選用300kHz 的RBW 以降低噪聲。天線信號(hào)量測(cè)時(shí)，的展頻（Span）使用100MHz，獲得較寬廣的信號(hào)頻譜需求，RBW使用3MHz。這些的量測(cè)參數(shù)并非一成不變，將會(huì)依現(xiàn)場(chǎng)狀況及過去量測(cè)的經(jīng)驗(yàn)加以調(diào)整。
　　1.分析的訊息處理過程
　　在量測(cè)高頻信號(hào)時(shí)，外差式的混波以后的中頻因放大之故，能得到較高的靈敏度，且改變中頻濾波器的頻帶寬度，能容易地改變頻率的分辨率，但由于超外差式的是在頻帶內(nèi)掃瞄之故，因此，除非使掃瞄時(shí)間趨近于零，無(wú)法得到輸入信號(hào)的實(shí)時(shí)（Real Time）反應(yīng)，故欲得到與實(shí)時(shí)分析儀的性能一樣的超外差式，其掃瞄速度要非常之快，若用比中頻濾波器之時(shí)間常數(shù)小的掃瞄時(shí)間來掃瞄的話，則無(wú)法得到信號(hào)正確的振幅，因此欲提高之頻率分辨率，且要能得到準(zhǔn)確之響應(yīng)，要有適當(dāng)?shù)膾呙樗俣取Ｓ梢陨现當(dāng)⑹?，可以得知超外差式無(wú)法分析瞬時(shí)信號(hào)（TransientSignal）或脈沖信號(hào)（Impulse Signal）的頻譜，而其主要應(yīng)用則在測(cè)試周期性的信號(hào)及其它雜散信號(hào)（Random Signal）的頻譜。系統(tǒng)內(nèi)部及面板顯示的特性，詳如附錄一的說明，對(duì)該內(nèi)容的了解將有助于的操作使用。一般本地振蕩器輸出信號(hào)的頻率均高于中頻信號(hào)的頻率，本地振蕩器輸出信號(hào)的頻率可被調(diào)整在諧波之頻率，亦即ƒIN=n⋅ƒLO±ƒI F n=1, 2, 3.......（2）
　　由式（2）得知，的信號(hào)量測(cè)范圍，無(wú)形中己被拓寬，低于或高于本地振蕩器或其它諧波頻率的輸入信號(hào)，均能被混波產(chǎn)生中頻。延伸輸入信號(hào)頻率的混波原理如圖1.4 所示，其中縱軸代表輸入信號(hào)（ƒIN），橫軸代表本地振蕩頻率（ƒLO），圖中的正負(fù)整數(shù)代表公式（2）中頻放大器對(duì)應(yīng)的正負(fù)號(hào)。
　　圖1.3：的信號(hào)流程
　　由圖1.4 可體會(huì)利用本地振蕩的諧波信號(hào)延伸輸入信號(hào)頻率的工作原理。然而圖1.4 可能對(duì)應(yīng)多個(gè)輸入信號(hào)頻率，為消除此一現(xiàn)象，在衰減器前面加入頻率預(yù)選器（Preselector），用來提升的動(dòng)態(tài)范圍，同時(shí)使輸出的結(jié)果能去除其它不必要的頻率而真正反應(yīng)輸入信號(hào)的頻率。
　　圖1.4：利用本地振蕩之諧波信號(hào)拓展信號(hào)頻率的原理
　　由以上得知超外差或無(wú)法分析瞬時(shí)信號(hào)（TransientSignal）或脈沖信號(hào)（Impulse Signal）的頻譜，而其主要應(yīng)用則在測(cè)試周期性的信號(hào)及其它隨機(jī)信號(hào)（Random Signal）的頻譜。
　　2.噪聲特性
　　由于電阻的熱敏效應(yīng)，任何設(shè)備均具有噪聲，亦不例外，的噪聲，本質(zhì)上是熱噪聲，屬于隨機(jī)性（Random），它能被放大與衰減，由于系隨機(jī)性信號(hào)，兩噪聲的結(jié)合只有相加而無(wú)法產(chǎn)生相減的效果。在頻帶范圍內(nèi)也相當(dāng)平坦，其頻寬遠(yuǎn)大于設(shè)備內(nèi)部電路的頻寬，檢測(cè)器檢知的噪聲值與設(shè)定的分辨率頻寬（RBW）有關(guān)。由于噪聲是隨機(jī)性迭加于信號(hào)功率上，因此顯示的噪聲準(zhǔn)位與分辨率頻寬成對(duì)數(shù)的關(guān)系，改變分辨率頻寬時(shí)噪聲隨之變化，噪聲改變量相關(guān)的數(shù)學(xué)式如下所示：
　　例如：頻寬從100kHz（BW1）調(diào)整到10kHz（BW2），則噪聲改變量為：
　　亦即降低噪聲量10dB （為原來的1/10），相對(duì)提高訊號(hào)與噪聲比10dB。由此可知，純粹要降低噪聲量，使用zui窄寬度的頻寬將能達(dá)到目的。不論噪聲來之于外部或內(nèi)部產(chǎn)生，量測(cè)時(shí)均將影響信號(hào)振幅的準(zhǔn)確性，特別在低準(zhǔn)位信號(hào)時(shí)，更是如此，噪聲太大時(shí)，甚至掩蓋信號(hào)以致無(wú)法正確判斷信號(hào)的大小，影響量測(cè)質(zhì)量的兩種噪聲可概括為下列三大項(xiàng)：
　　（1）.產(chǎn)生于交換功能的數(shù)字電路、點(diǎn)火系統(tǒng)與DC 馬達(dá)脈沖噪聲，這類噪聲常見于EMI（Electromagnetic Interference）的討論領(lǐng)域里。
　?。?）. 隨機(jī)性噪聲來之于自然界或電路的電子移動(dòng)， 又稱之為KTBW （或稱熱敏）噪聲、Johnson 噪聲、寬帶噪聲或白氏（White）噪聲等，本書主要以熱敏噪聲為重點(diǎn)，數(shù)學(xué)式為：
　　Pn =kTBW ， （5）
　　其中： Pn =噪聲功率= 3.98*10−21 瓦/Hz 或-174dB/Hz
　　k=Boltzman 常數(shù)，1.38*10−23 joule/oK
　　T=溫度表示的常溫=290 oK
　　BW=系統(tǒng)的噪聲功率頻寬（Hz）。
　　在4MHz、75 Ω 、290 oK 時(shí)的噪聲功率為-59.1dBm。由噪聲功率得知，信號(hào)頻寬降低，系統(tǒng)噪聲功率隨之降低，信號(hào)的質(zhì)量以信號(hào)噪聲比表示
　?。⊿NR；Signal-to-Noise Ratio），信號(hào)強(qiáng)度（單位為dBm）與系統(tǒng)噪聲功
　　率（單位為dBm）的相減值即為信號(hào)噪聲比，數(shù)學(xué)式為：
　　3.匹配因素
　　量測(cè)設(shè)備的輸入阻抗有時(shí)無(wú)法匹配待測(cè)件連接線特性阻抗，根據(jù)電磁
　　理論，阻抗匹配時(shí)，輸出功率zui大且沒有其它不良的副作用，而阻抗不匹
　　配，將造成信號(hào)反射，影響系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定與造成信號(hào)功率的損失。信號(hào)
　　在傳輸在線往返傳送將產(chǎn)生駐波及噪聲，進(jìn)而影響接收端的信號(hào)質(zhì)量與量
　　測(cè)值的準(zhǔn)確性。量測(cè)設(shè)備輸入阻抗與待測(cè)件組抗不匹配之缺點(diǎn)可規(guī)納為：
　　A.信號(hào)反射，傳輸纜在線產(chǎn)生駐波。
　　B.噪聲增大。
　　C.降低信號(hào)輸出功率。
　　D.影響系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定。
　　E.影響量測(cè)值之準(zhǔn)確度。

的使用
　　一、 什么是在頻域內(nèi)分析信號(hào)的圖示測(cè)試儀。以圖形方式顯示信號(hào)幅度按頻率的分布，即X軸表示頻率，Y軸表示信號(hào)幅度。
　　二、 原理：用窄帶帶通濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行選通。
　　三、 主要功能：顯示被測(cè)信號(hào)的頻譜、幅度、頻率?？梢匀帮@示，也可以選定帶寬測(cè)試。
　　四、 測(cè)量機(jī)制：
　　1、 把被測(cè)信號(hào)與儀器內(nèi)的基準(zhǔn)頻率、基準(zhǔn)電平進(jìn)行對(duì)比。因?yàn)樵S多測(cè)量的本質(zhì)都是電平測(cè)試，如載波電平、A/V、頻響、C/N、CSO、CTB、HM、CM以及數(shù)字頻道平均功率等。
　　2、 波形分析：通過107選件和相應(yīng)的分析軟件，對(duì)電視的行波形進(jìn)行分析，從而測(cè)試視頻指標(biāo)。如DG、DP、CLDI、調(diào)制深度、頻偏等。
　　五、 操作：
　　（一） 硬鍵、軟鍵和旋鈕：這是儀器的基本操作手段。
　　1、 三個(gè)大硬鍵和一個(gè)大旋鈕：大旋鈕的功能由三個(gè)大硬鍵設(shè)定。按一下頻率硬鍵，則旋鈕可以微調(diào)儀器顯示的中心頻率；按一下掃描寬度硬鍵，則旋鈕可以調(diào)節(jié)儀器掃描的頻率寬度；按一下幅度硬鍵，則旋鈕可以調(diào)節(jié)信號(hào)幅度。旋動(dòng)旋鈕時(shí)，中心頻率、掃描寬度（起始、終止頻率）、和幅度的dB數(shù)同時(shí)顯示在屏幕上。
　　2、 軟鍵：在屏幕右邊，有一排縱向排列的沒有標(biāo)志的按鍵，它的功能隨項(xiàng)目而變，在屏幕的右側(cè)對(duì)應(yīng)于按鍵處顯示什么，它就是什么按鍵。
　　3、 其它硬鍵：儀器狀態(tài)（INSTRUMNT STATE）控制區(qū)有十個(gè)硬鍵：RESET清零、CANFIG配置、CAL校準(zhǔn)、AUX CTRL輔助控制、COPY打印、MODE模式、SAVE存儲(chǔ)、RECALL調(diào)用、MEAS/USER測(cè)量/用戶自定義、SGL SWP信號(hào)掃描。光標(biāo)（MARKER）區(qū)有四個(gè)硬鍵：MKR光標(biāo)、MKR 光標(biāo)移動(dòng)、RKR FCTN光標(biāo)功能、PEAK SEARCH峰值搜索?？刂疲–ONTRL）區(qū)有六個(gè)硬鍵：SWEEP掃描、BW帶寬、TRIG觸發(fā)、AUTO COVPLE自動(dòng)耦合、TRACE跟蹤、DISPLAY顯示。在數(shù)字鍵區(qū)有一個(gè)BKSP回退，數(shù)字鍵區(qū)的右邊是一縱排四個(gè)ENTER確認(rèn)鍵，同時(shí)也是單位鍵。大旋鈕上面的三個(gè)硬鍵是窗口鍵：ON打開、NEXT下一屏、ZOOM縮放。大旋鈕下面的兩個(gè)帶箭頭的鍵STEP配合大旋鈕使用作上調(diào)、下調(diào)。
　　（二）輸入和輸出接口：位于一起面板下邊一排。TV IN測(cè)視頻指標(biāo)的信號(hào)輸入口；VOL INTEN是內(nèi)外一套旋鈕控制、調(diào)節(jié)內(nèi)置喇叭的音量和屏幕亮度；CAL OUT儀器自檢信號(hào)輸出；300Mhz 29dBmv儀器標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出口；PROBE PWR儀器探針電源；IN 75Ω1M—1.8G測(cè)試信號(hào)總輸入口。
　?。ㄈ?測(cè)試準(zhǔn)備：
　　1、限制性保護(hù)：規(guī)定zui高輸入射頻電平和造成*性損壞的zui高電壓值：直流25V，交流峰峰值100V。
　　2、 預(yù)熱：測(cè)試須等到OVER COLD消失。
　　3、 自校：使用三個(gè)月，或重要測(cè)量前，要進(jìn)行自校。
　　4、 系統(tǒng)測(cè)量配置：配置是測(cè)量之前把測(cè)量的一些參數(shù)輸入進(jìn)去，省去每次測(cè)量都進(jìn)行一次參數(shù)輸入。內(nèi)容：測(cè)試項(xiàng)目、信號(hào)輸入方式（頻率還是頻道）、顯示單位、制式、噪聲測(cè)量帶寬和取樣點(diǎn)、測(cè)CTB、CSO的頻率點(diǎn)、測(cè)試行選通等。配置步驟：按MODE鍵——CABLE TV ANALYZER軟鍵——Setup軟鍵，進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。細(xì)節(jié)為tune config調(diào)諧配置：包括頻率、頻道、制式、電平單位。Analyzer input輸入配置：是否加前置放大器。Beats setup拍頻設(shè)置、測(cè)CTB、CSO的頻點(diǎn)（頻率偏移CTB FRQ offset、CSO FRQ offset）。GATING YES NO是否選通測(cè)試行。C/N setup載噪比設(shè)置：頻點(diǎn)（頻率偏移C/N FRQ offset）、帶寬。