频谱仪主要有基于扫频超外差式、实时傅里叶变换式和数字下变频式的工作原理，以下是具体介绍：

扫频超外差式频谱仪原理

• 混频与变频：输入信号先与本地振荡器产生的信号进行混频，通过改变本地振荡器的频率，将输入信号的不同频率成分依次变换到固定的中频频率上。例如，输入信号包含 100MHz - 200MHz 的频率成分，本地振荡器从 500MHz 开始扫频，当本振频率为 600MHz 时，输入信号中的 100MHz 成分就会被混频到中频（假设中频为 100MHz）。

• 滤波与放大：混频后的中频信号经过中频滤波器，滤除不需要的频率成分，只保留我们感兴趣的中频信号。然后对该中频信号进行放大，以提高信号的强度，便于后续的处理和测量。

• 检波与显示：经过滤波和放大的中频信号进行检波处理，将中频信号的包络提取出来，得到与输入信号幅度相关的直流信号。这个直流信号再经过模数转换等处理后，在显示屏上显示出频谱信息，横坐标为频率，纵坐标为信号幅度。

实时傅里叶变换式频谱仪原理

• 信号采集：首先对输入的时域信号进行高速采样，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。采样频率需要满足奈奎斯特采样定理，以确保能够准确地还原原始信号的频率信息。例如，对于最高频率为 10MHz 的信号，采样频率至少要达到 20MHz。

• 傅里叶变换：对采集到的数字信号进行快速傅里叶变换（FFT），将时域信号转换为频域信号。FFT 算法能够快速有效地计算出信号在不同频率上的幅度和相位信息。比如，一个周期性的方波信号，经过 FFT 后可以得到其基波和各次谐波的频率和幅度。

• 频谱显示：根据 FFT 计算得到的频域信息，在频谱仪的显示屏上绘制出频谱图，直观地展示信号的频率成分和幅度分布。

数字下变频式频谱仪原理

• 数字下变频：输入的射频信号首先经过模数转换（ADC）变成数字信号，然后通过数字下变频技术，将数字信号的中心频率从射频搬移到较低的中频或基带。在数字下变频过程中，会对信号进行混频、滤波和抽取等操作，降低信号的采样率，同时保留信号的频谱特征。

• 数字信号处理：对下变频后的数字信号进行进一步的数字信号处理，如滤波、放大、解调等操作，提取出信号的各种参数和特征。例如，通过数字滤波器可以对信号进行滤波，去除噪声和干扰；通过解调算法可以从信号中恢复出原始的调制信息。

• 频谱分析与显示：最后对处理后的数字信号进行频谱分析，计算信号的功率谱密度等频谱参数，并在显示屏上显示出频谱图。