频谱分析仪的发明和创新

频谱分析仪是研究电 信号 频谱结构的仪器。 频率范围 频谱工作时所能分析的信号频率范围，为频谱的选择指标，必须保证测试信号在频谱的工作频率范围以内 输入功率 频谱的输入功率分为平均连续、脉冲输入功率。平均连续功率是指仪器能连续输入信号的大功率值，脉冲输入功率是指频谱能测量的脉冲输入功率的值，输入功率一般单位用dBm表示 输入阻抗 分析仪对信号源呈现的终端阻抗。射频和微波分析仪的额定阻抗通常是50Ω，对于某些系统(如有线电视)，标准阻抗是75Ω，阻抗不匹配将造成很大的测量误差，甚至干扰电路运行； 平均噪声电平(DANL) 平均噪声电平相当于频谱自身噪声的大小，选择与工程师所测量的小信号幅度有关，理想状态DANL越小越好，但是

本期中介绍的USB接口的数字存储示波器／频谱分析仪F-24U是一种新型、微型化、便携式的虚拟仪器，集数字存储示波器(DSO)、频谱分析仪(SA)于一身，包含视频、音频信号范围，配备了强大的数字信号处理软件，可以用来测量各种类型电信号、PAL视频信号、NTSC视频信号、计算机数字信号、单片机时序、声音、脉博、地震波、心电、脑电、电话等，也可以应用于电脑、电视机、VCD／CD机、音响等维修及各种工业测量场合。 F-24U除常用的信号测量和频谱分析功能以外，还可以借用现成的工具处理数据的高级应用，如捕捉测量中感兴趣的数据、启动EXCEL电子表格软件、导入包含通道数据的文本文件、生成图表等功能。 下面我们来探究一下F-24U的内部结构和原理

Agilent8563E/惠普HP8563E频谱分析仪 连续 30 Hz 至 26.5 GHz 扫描 1、3、10、30 和 100 Hz 的快速数字分辨率带宽 邻道功率、信道功率、载波功率、占用带宽百分比和时间门控测量标准 精密时基和 1 Hz 计数器分辨率 MIL-T-28800 坚固耐用 用于数字无线电和相位噪声测量的测量特性 内部混音：30 Hz 至 26.5 GHz 外部混频：18 GHz 至 325 GHz Agilent 8563E 便携式微波频谱分析仪提供了以前在更大、更昂贵的台式分析仪中发现的测量能力和性能。该分析仪具有 9 kHz 至 26.5 GHz 的标准频率范围（从 2.75 GHz 至 26.5 GHz

对高分辨率ADC保真度有一种灵敏的测试，那就是忠实地数字化一个正弦波的能力。这个测试要求有一台残余失真接近1ppm（百万分之一）的正弦波发生器。另外，它还要求有一个计算机上运行的ADC输出监控器，用于读出并显示转换器输出的频谱分量。要以合理的成本和复杂性完成这个测试，就要在使用前验证其部件的结构与性能。低失真振荡器通过一个放大器驱动ADC（图1）。ADC的输出接口对转换器的输出做格式化，并与计算机通信。计算机上运行频谱分析软件，并显示出计算的结果数据。 振荡器电路 系统的振荡器是电路中最难设计的部分。直觉上振荡器必须具有低的杂波水平，18位ADC的测量才能有意义。然后，还必须使用独立的方式，验证这些低杂波特性。 设计源于

　　电磁干扰是人们早就发现的电磁现象，它几乎和电磁效应的现象同时被发现，可以说电磁干扰一直 电子 产品设计中的难题之一。要想解决电磁干扰就需要从根本上了解电磁干扰幅度和发生源。本文要介绍如何利用频谱分析仪测量电磁干扰。 　　谈到测量电信号，电气工程师首先想到可能就是示波器。示波器是一种将电压幅度随时间变化规律显示出来仪器，它相当于电气工程师眼睛，使你能够看到线路中电流和电压变化规律，从而掌握电路工作状态。但是示波器并不是电磁干扰测量与诊断理想工具。这是因为： 　　A.所有电磁兼容标准中电磁干扰极限值都是在频域中定义，而示波器显示出时域波形。因此测试得到结果无法直接与标准比较。为了将测试结果与标准相比较，必须将时域波形变换为频域频谱

平均是减小测量系统固有不确定度的一个最常用的方法。进行多次测量，对其结果求平均，可以减小测量随机性的影响。如今大部分测量仪器都具有平均功能，仪器通常不是直接输出含有噪声的结果，而是测量上百次，计算出平均值，把平均值作为结果输出。但是下文会描述：频谱分析仪中的功率平均有时会导致不正确的结果。 本文的试验会引用两家不同厂商的频谱分析仪的功率测量结果。但是本文的结论对任何使用 后处理平均方法 的频谱分析仪都适用。 第一个错误观点：对均方根功率求平均，可以得出跨度为零的轨迹(或其一部分)的平均功率。为了更好的驳斥这个观点，有必要先了解一下平均的数学定义。如公式1所示：MAVE是某个试验N次测量的平均值，其中Mi是每一次测量的结果。 在这

0 引言 传统频谱分析仪器硬件结构复杂，体积笨重，价格昂贵，而且功能和规模固定、不可进行再开发,使其在高校实验教学中很难普及。虚拟仪器是现代仪器技术与计算机技术结合的产物，利用计算机软件代替传统仪器的硬件实现信号分析、数据处理和显示等多种功能 。本设计在研究了传统频谱分析仪的基本结构和工作原理后，提出了一种基于虚拟仪器技术的频谱分析仪设计方案，该系统不仅能够实现频谱分析仪的一般功能 幅相谱分析、功率谱分析、频谱分析，还能实现对信号的时频分析和倒频谱分析。 1 系统的总体结构设计 本系统采用模块化的构建方式，主控制卡和模块采集卡均插在系统背板上进行数据传输，实现即插即用功能，提高了系统的灵活性和仪器的可重构性;硬件采用FPGA技术

　　关于通信信号研究所 　　通信信号研究所是铁道科学研究院（铁科院）下属的铁路通信信号技术领域具有科研、开发、生产、销售、服务整体功能的高科技企业。 　　通号所设有行车指挥自动化、车站计算机联锁、列车运行自动控制、编组站自动化、通信、光学、雷电及干扰防护和城市轨道交通7个专业事业部。拥有防雷、光学和无线通信三个全路中心试验室、十多个专业试验室和环行铁道通信信号系统综合试验基地，主要从事雷电干扰防护和城市轨道交通安全的研究。 　　主要测试问题 　　该研究所过去购买了一台DPO3000示波器，用来查看信号的波形，利用示波器FFT功能简单查看其频谱，非常不方便，看不到更多频谱细节。如果使用频谱分析仪，又不能同时看到时域波形。