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现代频谱分析仪的基本概述

现代频谱分析仪的基本概述

基于快速傅里叶变换(FFT)的现代频谱分析仪，通过傅里叶运算将被测信号分解成分立的频率分量,达到与传统频谱分析仪同样的结果，。这种新型的频谱分析仪采用数字方法直接由模拟/数字转换器(ADC)对输入信号取样,再经FFT处理后获得频谱分布图。　
　　在这种频谱分析仪中，为获得良好的仪器线性度和高分辨率，对信号进行数据采集时 ADC的取样率*少等于输入信号*高频率的两倍,亦即频率上限是100MHz的实时频谱分析仪需要ADC有200MS/S的取样率。
　　目前半导体工艺水平可制成分辨率8位和取样率4GS/S的ADC或者分辨率12位和取样率800MS/S的ADC,亦即，原理上仪器可达到2GHz的带宽，为了扩展频率上限,可在ADC前端增加下变频器，本振采用数字调谐振荡器。这种混合式的频谱分析仪可扩展到几GHz以下的频段使用。
　　FFT的性能用取样点数和取样率来表征,例如用100KS/S的取样率对输入信号取样1024点，则*高输入频率是50KHz和分辨率是50Hz。如果取样点数为2048点,则分辨率提高到25Hz。由此可知，*高输人频率取决于取样率,分辨率取决于取样点数。FFT运算时间与取样，点数成对数关系,频谱分析仪需要高频率、高分辨率和高速运算时，要选用高速的FFT硬件,或者相应的数字信号处理器(DSP)芯片。例如，10MHz输入频率的1024点的运算时间80μs,而10KHz的1024点的运算时间变为64ms,1KHz的1024点的运算时间增加至640ms。当运算时间超过200ms时，屏幕的反应变慢,不适于眼睛的观察，补救办法是减少取样点数,使运算时间降低至200ms以下。

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