頻譜分析儀
頻譜分析儀（英語：Spectrum analyzer），是在其頻率範圍內測量輸入信號的頻譜（幅值-頻率關係）之儀器。它的主要作用是測量信號的功率譜。頻譜分析儀的輸入信號是電信號。但是若配合合適的傳感器，也可以測量聲波、光波等其他信號的頻譜。也有專門的光譜分析儀，能夠用單色器之類的光學技術直接測量光波的頻譜。
通過分析電子信號，可以在頻譜中觀察到其主要頻率、功率、失真、諧波、帶寬，和其它頻譜分量。這些，在時域波形中是不容易被探測到的。這些參數在描述無線發射器等電子設備的特性時是有用的。
頻譜分析儀顯示的是在水平軸上的頻率和垂直軸上的幅度。不經意地看，頻譜分析儀像是示波器。事實上，一些實驗室儀器在功能上既可以作為示波器，又可以作為頻譜分析儀。
歷史
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在1960年代，掃描調諧儀器作為第一個頻譜分析儀被發明了出來[1]。
隨着1965年快速傅立葉變換（FFT）技術的發明，第一個基於FFT的分析儀在1967年被引入[2]。
今天，頻譜分析儀有三種基本類型：掃描調諧頻譜分析儀，矢量信號分析儀，和實時頻譜分析儀[1]。
類型
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頻譜分析儀類型由用於獲得信號的頻譜的方法所決定的。有掃描調諧和基於FFT的頻譜分析儀：
- 掃描調諧頻譜分析儀
- 基於FFT的頻譜分析儀
某些頻譜分析儀，如實時頻譜分析儀，使用混合技術：對於輸入信號，首先使用超外差技術下變頻到較低的頻率，然後利用快速傅立葉變換（FFT）技術進行分析。
外形規格
[編輯]頻譜分析儀往往分為四個外形規格：台式，便攜式，手持式和聯網式。
台式
[編輯]台式頻譜分析儀一般會插上交流電源，在實驗室或者生產環境中使用。在歷史上，台式頻譜分析儀的性能要優於手持式或者便攜式。台式頻譜分析儀通常還會安裝數個風扇以排散中央處理器產生的熱量。受結構影響，台式頻譜分析儀通常重達30英磅（14公斤）。還有一些台式頻譜分析儀安裝了電池組，所以能夠不插電使用，這些常被叫做「便攜式」頻譜分析儀。
便攜式
[編輯]如果要在室外測量或者在使用中搬動的話，就要用到便攜式頻譜分析儀。好用的便攜式頻譜分析儀具有以下特點：
- 可以由電池供電，這樣就可以在外面使用
- 屏幕能夠在陽光下、暗處或者多灰的地方清晰的顯示
- 輕便（重量通常少於15英磅（6.8公斤））
手持式
[編輯]有些應用場景要求頻譜分析儀輕便小巧，手持式頻譜分析儀就滿足了這種要求。和更大型的測量系統相比，手持式頻譜分析儀的測量能力很有限。好用的手持式頻譜分析儀具有以下特點：
- 功耗極低
- 電池或USB供電，能夠在外面使用
- 尺寸極小
- 輕便（重量通常小於2英磅（0.9公斤））
聯網式
[編輯]這種規格的頻譜分析儀沒有顯示器，它是為地理位置分散分布的新型頻譜監視和分析系統設計的。它的關鍵特點是能夠連上網絡，而且使用者能用網絡分析和監控這些設備。很多頻譜分析儀都安裝有用於控制的以太網口，但是這些頻譜分析儀往往笨重昂貴，不適合以分布式的方式使用。在安全設施的射頻入侵檢測系統當中，發射無線信號是被禁止的，而聯網式頻譜分析儀就可以在類似這樣的場合中發揮作用。類似的使用場景還有：蜂窩電話的管理者用這樣的分析儀遠程監控授權頻段的干擾等等。聯網式頻譜分析儀的分布式特性使得發射機定位、動態頻譜接入中的頻譜檢測和很多其它類似應用成為可能。
聯網式頻譜分析儀的重要特點包括：
- 高效的網絡數據傳輸
- 低功耗
- 在一個分析儀網絡中同步數據採集
- 低成本以大量部署
參看
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ 1.0 1.1 Take A Peek Inside Today's Spectrum Analyzers （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）; Bob Hiebert, 2005, accessed 10 April 2013.
- ^ The 『Real』 History of Real-Time Spectrum Analyzers （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）; Joe Deery, 2007, accessed 10 April 2013.
