频谱分析基本原理：快速完成高效率测量

度。一般而言，将RBW调窄，有助于提昇选择性与SNR特性，因而可观察到更细微的频率分布，但扫描速度与轨迹更新率会因而下滑。最佳的RBW设定与讯号特性息息相关。

　　检波器可将分析仪的IF讯号转换为基频或视讯讯号，以便进一步将其转为可在LCD萤幕上检视的数位讯号。藉由搭配使用波封检波器（envelope detector）与类比数位转换器（ADC），使用者可将视讯输出讯号转成数位讯号，并且在分析仪显示器的Y轴上呈现讯号大小。

　　使用者可选择多种不同的检波器模式，以便清晰显示量测讯号。在分析正弦波时，工程师通常使用正侦测模式（positive detection mode），在一段时间的曲线显示点上呈现最大讯号，这种模式又称为分段显示（display bucket）或是bin。此外，负侦测模式（negative detection mode）可显示最小讯号；而取样侦测模式（sample detection mode）则可显示每一个bin之时间间隔中点的讯号大小。

　　如需同时显示讯号与杂讯的话，正常（Rosenfell）模式是最理想的侦测模式，因为这个「智慧型」侦测模式会随着输入讯号的不同而动态地改变侦测方式。如果讯号在分段持续过程中上升又下降，则可假设此讯号为杂讯，因而轮流使用正、负侦测模式。如果过程中讯号一直上升，则推断其为正常讯号，并使用正峰值侦测模式。

　　使用者可用平均侦测与视讯滤波等方式，将波封侦测振幅（envelope-detected amplitude）的变异进行平滑处理。平均侦测使用在bin时间间隔中收集到的所有资料来进行平滑处理。这项功能可有效地量测数位调变讯号中的杂讯或类杂讯讯号。工程师通常使用真均方根（RMS）检波器来执行功率平均侦测，例如量测复杂讯号的功率。

　　视讯滤波器是位在波封检波器之后，类比数位转换器之前的低通滤波器。这项元件可确认视讯放大器的频宽，并可用来将萤幕显示的曲线平均化或平滑化。藉由改变视讯频宽（VBW）设定，您可降低频谱分析仪杂讯的峰值对峰值（peak-to-peak）变异，因此可以轻易发现被杂讯掩盖掉的讯号。

　　您还可使用视讯平均与曲线平均功能，将波封侦测振幅的变异平滑化。利用视讯平均处理功能将视讯滤波器的截止频率降低，那么视讯系统便不会再随着通过IF频率之波封讯号，产生快速的变异。分析仪能够产生的平滑度，由VBW对RBW的比值决定。当比率为0.01以下，可提供更佳的平滑效果。

　　曲线平均功能可逐点平均两个或多个频率扫描，并将每个显示点上的新值，与已经平均过的资料再重新进行平均处理，最后显示的曲线会逐渐与多个扫描之平均曲线融合。曲线平均处理不会影响扫描时间。

认识频谱分析仪的规格

　　使用频谱分析仪之前，请先瞭解其规格，确保该仪器能提供您需要的量测效能。确认了规格后，您便可预测分析仪在特定量测状况下的执行效能，以及量测结果的準确度。下面介绍主要的频谱分析仪规格：

　　˙频率範围

　　频率範围是分析仪量测某一段频率的範围。请确认您的频谱分析仪涵盖量测应用所需的基本频率範围，并且确认仪器是否支援高频的谐波或突波讯号，或是低频的基频与中频（IF）讯号。

　　˙频率準确度

　　˙频率範围

　　频率範围是分析仪量测某一段频率的範围。请确认您的频谱分析仪涵盖量测应用所需的基本频率範围，并且确认仪器是否支援高频的谐波或突波讯号，或是低频的基频与中频（IF）讯号。

　　˙频率準确度

　　˙解析度

　　频谱分析仪的解析度，是指仪器分辨两个一样大小之相邻讯号的能力。当RBW愈宽，就愈难分辨两个相邻的讯号。RBW滤波器的频宽大小，关係着分析仪是否能够分辨两个等幅讯号，例如滤波器频宽如为3-dB，则两个讯号之间的间隔必须大于或等于3-dB。

图二 在此双音调（two-tone）测试中，两个相邻的讯号间隔10 kHz。

当RBW=10-kHz时，要分辨两个大小一样的讯号并不难，但所产生的失真可能会被掩盖掉。如果RBW为3-kHz，选择性为15:1，就很容易出现这样的问题。在此案例中，量测所需的RBW为1 kHz，则两个大小差距60 dB的讯号，彼此间至少须间隔30-dB频宽，才能够分辨出较小的讯号

　　好在工程师所分析的讯号大小通常都不一样。由于两个讯号会同时描绘（trace out）滤波器形状（filter shape），因此较小的讯号可能会被掩盖在较大讯号的滤波器边缘。当讯号大小的差异愈大，出现这种情形的可能性就愈高，如图二所示。

RBW选择性即滤波器形状，它和相位杂讯，是决定两个不同大小之相邻讯号，是否可被清楚分辨的重要因素。将RBW设得愈窄，频谱分析仪的解析度就愈高，但这样却会拉长整体频率扫描时间，因为RBW滤波器需要一段时间来达到完全响应。具有自动耦合扫描时间的频谱分析仪，可