本文轉載自公眾號《測試那些事兒》

我們知道任何一個信號都可以看作是很多正弦信號疊加，即由很多頻率成分組成，頻譜分析儀是通過頻域來分析信號，可以方便準確的獲得信號頻率功率，諧波，調制，雜散，噪聲等等。

比如以下是一個20KHz方波頻譜的測量

在通信系統(tǒng)中，發(fā)射與接收系統(tǒng)都是與頻率打交道，如通信帶寬、干擾頻率、雜散、失真等都需要頻域測量才能更有效的分析，所以會用到頻譜分析儀。

同時我們也可以對功率進行測量，比如信號發(fā)射功率、臨道功率、干擾信號、接收靈敏度測量等，雜散大小、失真大小分析等，都是與幅度分不開的。幅度過大或過小，都可能導致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定或不正常。

以下是掃頻式超外差接收機的原理框圖

幾個關鍵部位如下

前端電容：隔離直流，儀器怕直流。

前端衰減器：調節(jié)信號幅度，防止過載、增益壓縮、失真。一般基于參考電平值自動設置。

前端放大：提高系統(tǒng)測量靈敏度，用于微小信號的測量。

前端預選：抑制帶外信號，防止在中頻產生多重響應。

混頻器：頻率搬移。射頻鏈路中可能會有多個本振VCO和混頻器進行混頻

LO：混頻器的搬移驅動信號。

幾個關鍵指標如下

RBW-分辨率帶寬濾波器

-----主要作用是分辨信號用的，頻譜儀的頻譜分辨率主要決定于分辨率帶寬RWB，它決定了分辨兩個等幅度信號的能力。

橫軸-頻率范圍

-----主要看看儀器的測量頻率寬度

縱軸-幅度范圍

-----主要看看儀器能分析的最大和最小信號多少

DNAL-顯示平均噪聲電平

-----主要看看儀器的底噪如何，決定了最小分析信號幅度

相位噪聲

-----主要體現儀器的信號近端分析能力

失真- SHI  TOI  P1DB

-----主要看看儀器分析信號之后的失真如何，影響多大

雜散- 輸入相關、剩余響應、近旁雜散

-----主要看看儀器做的純凈度如何

頻譜分析儀的大多數應用場景是通過天線、電纜等外接設備來接收信號使用，

了解信號分析儀的固有精度和鑒別被測器件（DUT）連接通道中的誤差源，對于優(yōu)化測量精度非常重要。良好的測量方法和實用的分析儀功能可以減少錯誤的發(fā)生，并且縮短測試時間。

利用數字中頻技術，特別是在經過內部校準和校正的改進之后，可以實現高水平的基本精度。例如自帶的修正功能和可高度重復的數字濾波器可以讓用戶在測量期間自由的更改設置，并且基本上不會影響到測試的可重復性。典型的示例包括分辨率帶寬、量程、參考電平，中心頻率和掃寬。

當 DUT 連接至經過校準的分析儀后，信號傳遞網絡（圖 1）可能會出現減損，或者致使被測信號發(fā)生改變。只有對這些效應進行適當修正或補償，才能確保最佳精度。在頻譜分析儀中，幅度校正功能采用一系列頻率/幅度配對，將其進行線性連接，以產生對應測量顯示點的校正系數。然后再依據修正結果調整顯示的幅度。保證測量結果中信號傳遞網絡的不良衰減和增益均已被消除，這為信號分析儀提供了完全符合規(guī)范的精度。比如說RIGOL的頻譜分析儀RSA系列在【Input/Output】按鍵菜單下就有【幅度校正】相關的功能。

外接DUT可以是如下選項中任何一種，也可以自定義。

然后打開【校正開關】

此時把頻譜分析儀的測量的端面從頻譜分析儀的RF口移到了更接近DUT的位置，使用分析儀的幅度修正功能，能讓頻率響應更為平坦，并且提高了幅度精度。例如，在測量極微小的信號時，我們可以把外部前置放大器連接至 DUT，以增加信號電平，從而緩解信號衰減或噪聲增大等問題。如今的智能前置放大器可自動配置分析儀并上傳增益和頻率響應，以獲得精確的校正值。

頻率響應指標是頻譜分析儀重要指標之一，頻率響應是指一個恒定幅度的信號經過傳輸系統(tǒng)后，輸出信號的幅度隨頻率的變化而發(fā)生增大或減小，相位隨頻率的變化而變化。頻率響應包括幅頻特性和相頻特性，射頻系統(tǒng)中也常用S21描述傳輸頻率響應，掃頻式頻譜分析儀只考慮幅頻特性。比如我們常測的濾波器的通帶就是頻響指標。

對于頻響的測量我們可以用矢量網絡分析儀測量，可以測量信號的頻率，幅度，相位特性，可以通過校準去掉系統(tǒng)誤差，測量更準確且測量速度快，多種測量結果顯示方法。也可以用帶有跟蹤源的頻譜分析儀測量，可以測量信號的頻率，幅度特性，可以通過歸一化校準去掉系統(tǒng)誤差。

那我們如何查看一臺頻譜分析儀的頻響曲線呢？首先通過信號源給一個標準的信號，把頻譜分析儀中心頻率設置成跟信號源一樣的頻率，再把RBW和VBW降低，SPAN打成0掃寬，此時屏幕上顯示的即為此頻率下的頻響曲線。

不同的應用場景對器件頻響的要求不同，寬帶和窄帶or掃頻和實時。同時頻響受溫度影響，射頻鏈路上器件的頻響誤差會影響頻譜儀的測量幅度精度。