频谱仪，又称频谱分析仪，是研究电信号频谱结构的仪器。以下是关于它的详细介绍：

功能与用途

• 测量信号频率分布：可测量中心频率、带宽、频率分辨率、信号频率偏移量等，用于分析信号调制方式，检测频率偏离或漂移。

• 测量信号幅度分布：能测量信号的最大值、最小值、平均值、均方根值等，用于检测信号功率和幅度变化及噪声功率水平。

• 谐波和杂散分析：可检测信号中的谐波和杂散级别，确定信号清晰度和准确性，测量系统非线性失真水平。

• 测量带宽和功率谱密度：能测量信号的功率谱密度和带宽等参数，对于分析信号能量分布和功率分布以及通信系统信噪比等很重要。

• 频率响应和滤波器设计：用于电路和滤波器的频率响应测量和设计，测试天线和滤波器的频率响应，校准和调整射频系统中各部件的性能和参数。

工作原理

• 扫频式频谱分析仪：本地振荡器采用扫频振荡器，其输出信号与被测信号中的各个频率分量在混频器内依次进行差频变换，产生的中频信号经窄带滤波器后再经放大和检波，加到视频放大器作示波管的垂直偏转信号。本地振荡器的扫频由锯齿波扫描发生器所产生的锯齿电压控制，锯齿波电压同时还用作示波管的水平扫描，使屏幕上水平显示正比于频率，从而显示出输入信号频谱图。

• 实时式频谱分析仪：把被分析的模拟信号经模数变换电路变换成数字信号后，加到数字滤波器进行傅里叶分析。由中央处理器控制的正交型数字本地振荡器产生按正弦律和余弦律变化的数字本振信号，也加到数字滤波器与被测信号作傅里叶分析。正交型数字式本振是扫频振荡器，当其频率与被测信号中的频率相同时就有输出，经积分处理后得出分析结果供示波管显示频谱图形。

主要技术指标

• 频率范围：频谱分析仪进行正常工作的频率区间，现代频谱仪的频率范围能从低于 1 赫直至 300 吉赫。

• 分辨力：频谱分析仪在显示器上能够区分最邻近的两条谱线之间频率间隔的能力，与滤波器型式、波形因数、带宽、本振稳定度、剩余调频和边带噪声等因素有关，扫频式频谱分析仪的分辨力还与扫描速度有关。

• 分析谱宽：又称频率跨度，是频谱分析仪在一次测量分析中能显示的频率范围，可等于或小于仪器的频率范围，通常是可调的。

• 分析时间：完成一次频谱分析所需的时间，与分析谱宽和分辨力密切相关，对于实时式频谱分析仪，分析时间不能小于其最窄分辨带宽的倒数。

• 扫频速度：分析谱宽与分析时间之比，即扫频的本振频率变化速率。

• 灵敏度：频谱分析仪显示微弱信号的能力，受频谱仪内部噪声的限制，通常要求灵敏度越高越好。

• 动态范围：指在显示器上可同时观测的最强信号与最弱信号之比。