頻譜分析儀用來(lái)接收及分析信號(hào)用的，這個(gè)功能類似于收音機(jī)，收音機(jī)就是把天線接收到的高頻信號(hào)經(jīng)檢波（解調(diào)）還原成音頻信號(hào)，送到耳機(jī)或喇叭變成音波。

頻譜分析儀的原理也很相似，頻譜分析儀接收外來(lái)信號(hào)，可以是有線的，也可以是無(wú)線的，下圖是一個(gè)超外差頻譜分析儀的簡(jiǎn)化框圖。

“外差”是指混頻，即對(duì)頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而“超”則是指超音頻頻率或高于音頻的頻率范圍。從圖中我們看到，輸入信號(hào)先經(jīng)過(guò)一個(gè)衰減器（防止發(fā)生過(guò)載、增益壓縮和失真。由于衰減器是頻譜儀的一種保護(hù)電路，所以它通常是基于基準(zhǔn)電平值而自動(dòng)設(shè)置），再經(jīng)過(guò)一個(gè)前置預(yù)放（PreAmp）這個(gè)通常是以選件的形式存在，標(biāo)配的可能不常有。

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然后再經(jīng)低通濾波器到達(dá)混頻器，然后與來(lái)自本振（LO）的信號(hào)相混頻。低通濾波器的作用是阻止高頻信號(hào)到達(dá)混頻器。從而可以防止帶外信號(hào)與本振相混頻，在中頻上產(chǎn)生多余的頻率響應(yīng)。

混頻器顧名思義就是混頻的作用，由兩路信號(hào)經(jīng)由該器件進(jìn)行混頻。混頻的定義又叫變頻，是一種頻譜的線性搬移過(guò)程，它是使信號(hào)從某一個(gè)頻率變換成另一個(gè)頻率。

由于混頻器是非線性器件，其輸出除了包含兩個(gè)原始信號(hào)之外，還包含它們的諧波以及原始信號(hào)與其諧波的和信號(hào)與差信號(hào)。若任何一個(gè)混頻信號(hào)落在中頻（IF）濾波器的通帶內(nèi)，它都會(huì)被進(jìn)一步處理（被放大并可能按對(duì)數(shù)壓縮）。經(jīng)混頻和濾波后，仍為調(diào)幅信號(hào)，但頻率已改變。

本振就是本地振蕩器的簡(jiǎn)稱，其作用就是產(chǎn)生一個(gè)頻率（本振頻率）與接收機(jī)接收到的信號(hào)頻率混頻，產(chǎn)生固定頻率中頻信號(hào)，中頻信號(hào)頻率固定，這樣中放電路容易實(shí)現(xiàn)，電路最簡(jiǎn)單的就是一個(gè)振蕩器，復(fù)雜點(diǎn)使用頻率合成器。

混頻器輸出以后會(huì)有一個(gè)濾波器，由于混頻以后出來(lái)的信號(hào)不僅僅是中頻信號(hào)，包括很多信號(hào)的其它分量，所以我們只關(guān)心我們需要的信號(hào)頻率，這個(gè)時(shí)候就需要用到這個(gè)是帶通濾波器，選擇性的將其它信號(hào)分量濾除，只保留中頻信號(hào)。

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這個(gè)時(shí)候的信號(hào)還是模擬信號(hào)，需要一個(gè) ADC 采樣將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。自 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，頻譜分析最深刻巨大的變化之一就是數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用代替了以往儀器中模擬電路實(shí)現(xiàn)的部分。隨著高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器的推出，最新的頻譜分析儀與僅僅幾年前的產(chǎn)品相比，可以在信號(hào)通路的更早階段對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化。這種變化在頻譜分析儀的中頻部分體現(xiàn)的最為明顯。它極大地改善了其測(cè)量速度、精度以及利用高性能 DSP 技術(shù)測(cè)量復(fù)雜信號(hào)的能力。傳統(tǒng)的模擬 LC 和晶體濾波器只能實(shí)現(xiàn) 1 kHz 及更高的分辨率帶寬（RBW），而采用數(shù)字技術(shù)則可使最窄的帶寬達(dá)到 1 Hz 至 300 Hz。

中頻增益放大器之后，就是由模擬和 / 或數(shù)字分辨率帶寬（RBW）濾波器組成的中頻部分，RBW 代表將兩個(gè)不同頻率的信號(hào)能夠被清楚的分辨出來(lái)的最低頻寬差異。

RBW 會(huì)將帶外的頻率成分濾除。

當(dāng) RBW 濾波器“掃過(guò)”感興趣的頻率范圍后，就得到該段頻率范圍的頻譜。

然后使用包絡(luò)檢波器將中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)。最簡(jiǎn)單的包絡(luò)檢波器由二極管、負(fù)載電阻和低通濾波器組成，示例中的中頻鏈路輸出信號(hào)（一個(gè)幅度調(diào)制的正弦波）被送至檢波器，檢波器的輸出響應(yīng)隨中頻信號(hào)的包絡(luò)而變化，而不是中頻正弦波本身的瞬時(shí)值。

為了使噪聲曲線平滑，在檢波之后，放置了一個(gè)低通濾波器，即視頻濾波器。

視頻濾波器這就是 BW 鍵中 VBW 軟鍵的設(shè)置。它的作用是將檢測(cè)信號(hào)中的高頻部分濾掉，使我們從顯示屏上看到一個(gè)光滑的曲線。這對(duì)小信號(hào)的測(cè)量是非常有效的，它可使讀數(shù)更為穩(wěn)定。

視頻檢波器作用是得到當(dāng)前掃頻點(diǎn)頻率處的幅度值。

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本期文章資料部分參考于 Keysight《是德科技 頻譜分析基礎(chǔ)— 應(yīng)用指南 150》和 Rigol 資料，如侵麻煩后臺(tái)留言后立即刪除，謝謝！