在信號量測的領(lǐng)域中，若要量測時(shí)域的信號，我們慣用示波器；而在頻域量測方面，我們則使用頻譜分析儀。頻譜分析儀(Spectrum Analyzer)是將時(shí)域的信號轉(zhuǎn)換成頻域信號，藉以量測信號成份的頻率、振幅等，并分析輸入信號的頻譜特性。
傳統(tǒng)的頻譜分析儀為實(shí)時(shí)頻譜分析儀(Real-Time Spectrum Analyzer)，它的工作原理為針對不同頻率設(shè)置相對應(yīng)的濾波器，讓信號實(shí)時(shí)顯現(xiàn)出振幅。而新型的數(shù)字式頻譜分析儀工作原理則是針對要分析的信號進(jìn)行取樣，將信號波形大小用數(shù)字顯示，并經(jīng)由計(jì)算而輸出結(jié)果。由于需要經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)換，因此輸出結(jié)果會(huì)有所延遲。數(shù)字頻譜分析儀又稱為傅立葉變換式頻譜分析儀(FFT Spectrum Analyzer)。
做為電子、無線通信行業(yè)中最重要的通用測試儀器之一，頻譜分析儀在電子工業(yè)體系中的研發(fā)、生產(chǎn)、測試、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)中始終扮演相當(dāng)重要的角色。關(guān)于市場對于頻譜分析儀的需求，羅德與施瓦茨公司中國區(qū)測試與測量業(yè)務(wù)發(fā)展部經(jīng)理安毅博士表示：“隨著電子、無線通信等行業(yè)的發(fā)展，市場對于頻譜分析儀的需求保持持續(xù)和穩(wěn)定的增長?！?
集成更多測試功能
就技術(shù)層面來看，頻譜分析儀朝以下兩方面發(fā)展：首先是噪聲基底、相位噪聲、測量精度、測量帶寬等性能的進(jìn)一步提升，其次則是功能與應(yīng)用的更趨多元，亦即在同一個(gè)儀器平臺(tái)上集成更多的測試功能，如針對移動(dòng)通信信號的分析，針對雷達(dá)信號的分析功能等。
羅德與施瓦茨公司中國區(qū)測試與測量業(yè)務(wù)發(fā)展部經(jīng)理安毅博士GdVesmc
在上述發(fā)展趨勢下，各家頻譜分析儀業(yè)者無不推出技術(shù)更先進(jìn)、更能符合客戶需求的產(chǎn)品。例如羅德與施瓦茨公司主推的頻譜分析儀典型型號高端頻譜分析儀FSW，便具有極低的相位噪聲和噪聲基底；同時(shí)可支持各類無線和移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)信號的分析與測試，如2G、3G、LTE等，另外也支持國防電子中雷達(dá)信號與通信信號的測量功能。
此外，實(shí)時(shí)頻譜分析儀FSVR則可提供全息頻譜圖，瀑布圖等典型的實(shí)時(shí)頻譜測量；可對各類信號的瞬態(tài)特性進(jìn)行全面分析。針對中國大陸市場，安毅博士強(qiáng)調(diào)：“羅德與施瓦茨可為使用者提供全方位的技術(shù)服務(wù)與支持，始終以滿足用戶的需要為重要目標(biāo)。例如開放實(shí)驗(yàn)室，可以支持用戶在開放實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行各種測試的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，并提供維修與校準(zhǔn)服務(wù)?！?
羅德與施瓦茨公司高端頻譜分析儀FSWGdVesmc
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可攜式產(chǎn)品成新亮點(diǎn)
在頻譜分析儀的產(chǎn)品分支中，可攜式產(chǎn)品亦是亮點(diǎn)之一，可符合諸多現(xiàn)場應(yīng)用的需求。針對此部分，羅德與施瓦茨公司所推出的掌上型頻譜分析儀FSH便具有體積小，重量輕，功能全面等特性，可測量信號頻譜、電纜壞點(diǎn)、向量網(wǎng)絡(luò)分析及功率等，是用于安裝維護(hù)現(xiàn)場的理想測量設(shè)備。
同樣的，GE檢測控制技術(shù)(GE Measurement & Control)旗下本特利內(nèi)華達(dá)(Bently Nevada)新近推出的SCOUT 100和SCOUT 140系列，也強(qiáng)調(diào)為可攜式數(shù)據(jù)采集振動(dòng)頻譜分析儀。本特利內(nèi)華達(dá)產(chǎn)品經(jīng)理Don Marshall表示：“SCOUT系列具有易操作、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和大批量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等重要特點(diǎn)。人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，大屏、高分辨率液晶背光屏和科學(xué)的左右手操作模式都為巡檢數(shù)據(jù)采集提供了很大的方便?！盨COUT分析儀可提供雙信道/四信道測量以及雙平面平衡。據(jù)了解，它的平衡功能可以迅速對動(dòng)態(tài)失衡和最常見的失衡形式做出診斷和糾正。此外，1GB內(nèi)存則可以存儲(chǔ)大量波形和頻譜數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以通過USB接口轉(zhuǎn)移到外部存儲(chǔ)設(shè)備，電池容量可以支持10小時(shí)工作時(shí)間。
本國業(yè)者追趕國際水平
基本上，頻譜分析儀市場目前仍為外商盤據(jù)的局面，但仍有臺(tái)灣地區(qū)業(yè)者極力突破此局面且頗有成績，固緯電子堪稱為其中代表性業(yè)者。固緯電子1999年正式進(jìn)入射頻領(lǐng)域，經(jīng)過10年來的穩(wěn)定發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)展到了3GHz的頻率范圍。該公司所推出的3GHz頻譜分析儀GSP-830便是掃瞄式頻譜分析儀中具有高性能、低噪聲準(zhǔn)位、易于操作和便于攜帶等多項(xiàng)特性的分析儀器，能夠在高頻與通訊應(yīng)用上，針對學(xué)術(shù)研究、教育訓(xùn)練、電子零組件設(shè)計(jì)與生產(chǎn)系統(tǒng)，以及自動(dòng)化測試提供有效的解決方案。
固緯電子表示，該公司的GSP-830采用先進(jìn)的整合性功能設(shè)計(jì)，能使原有之低噪聲準(zhǔn)位-117dBm在搭配20dB增益的前置放大器GAP-802后，進(jìn)一步再降到-137dBm，以提供極高的靈敏度來捕捉微弱信號。此外還能透過自動(dòng)程序編輯模式，讓用戶可編輯10組量測步驟以進(jìn)行自動(dòng)化執(zhí)行序列的程序設(shè)定，而其中可進(jìn)入暫停、重復(fù)和單次模式，以配合不同的選用場合。整體而言，固緯所設(shè)計(jì)生產(chǎn)的頻譜分析儀是基于全數(shù)字合成(DDS)及低噪聲的設(shè)計(jì)，具有多樣化的量測功能，包括游標(biāo)測量、功率測量、限制線設(shè)定、雙軌跡和觸發(fā)功能等各類型應(yīng)用。
另外，特別值得一提的是，中國電子科技集團(tuán)公司41所已成功研制出國內(nèi)首臺(tái)最高測量頻率到50GHz的寬帶毫米波頻譜分析儀樣機(jī)。據(jù)了解，該項(xiàng)目屬于電子測試技術(shù)領(lǐng)域重點(diǎn)研制項(xiàng)目，可解決國內(nèi)針對超寬帶電磁信號頻譜測試的技術(shù)難題，尤其重要的是，此項(xiàng)研發(fā)標(biāo)志著我國高性能毫米波頻譜分析儀從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)已達(dá)到國際先進(jìn)水平，為行業(yè)發(fā)展豎立了新的里程碑。
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