频谱分析仪简介

稳定且没有频率调制。在分辨率带宽很窄的信号分析仪中，几赫兹的频率调制可能引起如下图所示的模糊图像。

图a残余调频或抖动的影响，引起信号的频率模糊；图b相位噪声的影响和对滤波器选择性设立的极限

    本振的稳定度可能决定了最小分辨率带宽，这可能是有益的，由此引起的抖动并不会损害测量结果。所要求的稳定度可以用多种方法获得：鉴频环路、频率锁定环路或锁相环。这些方法的每一种都有优越性，应在适当的分辨率带宽内与仪器的其余部分一致。即使利用频率很稳定的本振，仍然存在残余的不稳定度，这称之为相位噪声或相位噪声边带。相位噪声的影响可能妨碍对邻近信号的观察，而如果我们只考虑带宽和形状因数，本来是不难观察到的，参见图b。现代信号分析仪的重要应用是直接测量其它装置的相位噪声，在这种情况下，相位噪声显然是一个重要因素。
    （2）、微处理器
    在任何现代仪器中，最重要的部分也许就是微处理器及相关指令。这种处理能力是仪器内的所有硬件和谐配合，确保测量的精确性。早期的频谱分析仪要求用户通过调节进行校准的分辨率带宽、扫描时间和频率间隔控制按钮来维持测量的总体性能。为了保证输入信号足够缓慢对中频滤波器扫描，以便获得完整的幅度响应，要求控制旋钮相互协调。若信号扫描太快，响应将呈现延迟、幅度降低，如下图所示。

    本振扫描太快，滤波器没有达到完整幅度的时间，从而造成幅度的下降。通过滤波器延时并向右移动
扫描时间、分辨率带宽和频率间隔三者之间的关系由下式给出：
          
式中，扫描时间为对频率间隔扫描所需的时间；频率间隔为扫描期间的总频率变化；分辨率带宽为所使用的分辨率带宽。
    扫描时间与频率间隔除以分辨率带宽的平方成正比。因此，从10kHz分辨率带宽减小到1kHz分辨率带宽而同时维持频率间隔恒定不变将引起扫描时间增加100倍。在此，微处理器可以跟踪所有仪器设置并通过调节维持校准状态。
    许多仪器也是经微处理器校准、修正或校直。校准信息可以储存到仪器的只读存储器中，供随后在实际测量中调用，以消除由硬件引起的误差。这一功能的一个例子是修正由输入滤波器和混频器响应引起的频率响应误差。对硬件性能进行精确测量并将结果储存到仪器的存储器中。然后，在测量期间加上或减去对硬件响应的修正量。可以对许多组修正数据进行测量、储存和修正，如衰减器的精度和对数放大器的精度。用这种中央微处理器还可以提供当前在基本仪器中迫切期待的图标和其它各种功能。在使用图标的情况下，微处理器将读出在给定频率上储存的数据，并以适当的分辨率向用户显示这个信息。加入微处理器还提供了当前的复杂和竞争环境下所需的远程控制功能。这就允许通过测量控制器的能力，将仪器组装到使许多仪器协调工作的更复杂系统中。然后，将这些系统投入到研发、制造维修和现场工作的高速应用中。
    （3）动态范围考虑
    动态范围是选购频谱分析仪的一个主要因素。这个关键技术指标一般指仪器同时测量两个信号的能力。在这方面，灵敏度、谐波失真和三阶失真是主要参数。
    噪声电平：信号分析仪检测某个信号的能力通常用显示的平均噪声电平表示。所显示的噪声电平由使分析仪处于高增益状态并利用提供的最窄分辨率带宽进行测量。由于噪声电平随带宽而变，故它由下式定义
噪声电平变化(dB)=
因此，使分辨率带宽从10kHz分辨率带宽减小到1kHz将引起显示的噪声电平降低10 dB。
噪声电平变化(10dB)==-10dB
式中，噪声电平变化（dB）为观察到的测量电平变化ResBW2,ResBW1为所采用的不同分辨率带宽。
下图a示出这个效应。注意，为了获得最高灵敏度，进行这些测量时应将输入衰减调到0 dB，这个指标给出信号分析仪能测量多小信号的精确度。若信号功率电平等于噪声电平，则两个功率将在本底噪声中给出3 dB响应，如图b所示。

分辨率带宽改变10倍，噪声电平下降10dB，信噪比的增大是明显的

在与噪声相同电平上对信号进行测量的影响，两个功率组合给出3dB噪声曲线的突起

    利用灵敏度指标，可以对每个分辨率带宽绘制信噪比曲线图。由下图可以看出，最大信噪比将伴随着最大信号电平输入出现。如果我们只关注这些，那么，获得最大动态范围将伴随着大的输入信号。实际