频谱分析仪的原理,操作与应用

本书可供从事通信、无线电测量与计量、测试仪器与仪表、微波测量、电磁干扰测量等方面工作的工程技术人员阅读，亦可供大专院校相关专业的老师、高年级学生和研究生用作参考书。

目录

第一篇 频谱分析仪的原理

第1章 频谱分析仪的发展及分类 3

1.1 频谱分析仪的历史与发展趋势 3

1.2 频谱分析仪的分类 5

1.2.1 带通滤波器分析仪 5

1.2.2 快速傅里叶变换分析仪 6

1.2.3 扫频频谱分析仪 7

1.2.4 实时频谱分析仪 8

第2章 频谱分析基础 9

2.1 频域与时域的关系 9

2.2 傅里叶级数 11

2.3 傅里叶变换与逆变换 14

2.3.1 傅里叶变换 14

2.3.2 傅里叶逆变换 15

2.4 离散傅里叶变换 15

2.5 快速傅里叶变换 16

第3章 超外差频谱分析仪的原理 17

3.1 超外差频谱分析仪的原理及组成 17

3.1.1 超外差频谱分析仪的原理结构图 17

3.1.2 RF输入衰减器 18

3.1.3 低通滤波器或预选器 20

3.1.4 混频器 20

3.1.5 本地振荡器 21

3.1.6 中频增益放大器 21

3.1.7 中频滤波器 21

3.1.8 包络检波器 22

3.1.9 视频滤波器 23

3.1.10 显示器 24

3.2 超外差频谱分析仪的调谐方程 25

3.3 超外差频谱分析仪测量信号的应用举例 28

第4章 频谱分析仪的基本特性 30

4.1 频率特性 30

4.1.1 频率范围 30

4.1.2 频率分辨率 31

4.1.3 频率精度 36

4.2 幅度特性 38

4.2.1 幅度范围 38

4.2.2 噪声系数与灵敏度 39

4.2.3 动态范围 44

4.2.4 幅度精度 47

4.3 扫描时间 48

4.3.1 模拟滤波器对扫描时间的影响 48

4.3.2 数字滤波器对扫描时间的影响 50

4.4 频谱分析仪常用术语汇编 50

第二篇 频谱分析仪的操作使用方法

第5章 Agilent 8560EC系列频谱分析仪 55

5.1 前面板 55

5.2 后面板 58

5.3 显示器的屏幕注解 59

5.4 主要技术指标 62

5.4.1 频率技术指标 62

5.4.2 幅度技术指标 63

第6章 频谱分析仪硬软键功能与操作 67

6.1 基本功能键 67

6.1.1 【FREQUENCY】频率键 67

6.1.2 【SPAN】扫频宽度键 72

6.1.3 【AMPLITUDE】幅度键 73

6.2 码刻功能键 76

6.2.1 【MKR】功能键 76

6.2.2 【MKR→】功能键 80

6.2.3 【FREQ COUNT】功能键 81

6.2.4 【PEAK SEARCH】功能键 82

6.3 控制功能键 83

6.3.1 【SWEEP】硬键 83

6.3.2 【BW】硬键 84

6.3.3 【TRIG】硬键 86

6.3.4 【AUTO COUPLE】硬键 88

6.3.5 【TRACE】硬键 89

6.3.6 【DISPLAY】硬键 94

6.4 仪器状态功能键 97

6.4.1 【PRESET】硬键 97

6.4.2 【CONFIG】硬键 99

6.4.3 【CAL】硬键 101

6.4.4 【AUX CTRL】硬键 103

6.4.5 【COPY】硬键 104

6.4.6 【MODULE】硬键 106

6.4.7 【SAVE】硬键 108

6.4.8 【RECALL】硬键 109

6.4.9 【MEAS/USER】硬键 109

6.5 数据控制键 111

第三篇 频谱分析仪的应用

第7章 幅度与频率测量 115

7.1 频谱分析仪校准信号测量 115

7.1.1 校准信号测量的原理 115

7.1.2 校准信号测量的方法 116

7.2 两个频率相近的信号测量 120

7.2.1 两个等幅信号测量 120

7.2.2 两个不等幅信号测量 122

7.3 低电平信号的测量 124

7.3.1 利用RF衰减器测量低电平信号 124

微波频谱分析仪架构犹如时域用途的示波器，面板上布建许多功能控制按键，作为系统功能之调整与控制，系统主要的功能是在频域里显示输入信号的频谱特性。频谱分析仪依信号处理方式的不同，一般有两种类型;实时频谱分析仪(Real-Time Spectrum Analyzer)与扫瞄调谐频谱分析仪(Sweep-Tuned Spectrum Analyzer)。实时频率分析仪的功能为在同一瞬间显示频域的信号振幅，其工作原理是针对不同的频率信号而有相对应的滤波器与检知器(Detector)，再经由同步的多任务扫瞄器将信号传送到CRT 屏幕上，其优点是能显示周期性杂散波(PeriodicRandom Waves)的瞬间反应，其缺点是价昂且性能受限于频宽范围、滤波 频谱分析仪器的数目与最大的多任务交换时间(Switching Time)。

最常用的微波频谱分析仪是扫瞄调谐频谱分析仪，其基本结构类似超外差式接收器，工作原理是输入信号经衰减器直接外加到混波器，可调变的本地振荡器经与CRT 同步的扫瞄产生器产生随时间作线性变化的振荡频率，经混波器与输入信号混波降频后的中频信号(IF)再放大、滤波与检波传送到CRT 的垂直方向板，因此在CRT 的纵轴显示信号振幅与频率的对应关系。