頻譜分析儀(yi) 是實驗室中最常見的測試測量儀(yi) 器之一，通常被用來在頻域中觀測並分析信號。與(yu) 大多數示波器中內(nei) 置的快速傅立葉變換
（FFT）功能相比，掃頻頻譜分析儀(yi) 可以在保持很大的頻率範圍的同時，得到較高的分辨率。然而，掃頻頻譜分析儀(yi) 的測量時間一般也
較長。Moku:Lab的頻譜分析儀(yi) 使用了混合方法，既能發揮兩(liang) 種方法的優(you) 勢，同時保證了較快的測量時間，較高分辨率，以及頻率範
圍。在這個(ge) 国产成人在线观看免费网站指南中，我們(men) 將使用Moku:Lab的示波器和頻譜分析儀(yi) 功能向您展示FFT與(yu) 混合頻譜分析儀(yi) 的區別，並通過模擬信號展
示頻譜分析儀(yi) 的幾個(ge) 主要參數對測量的影響。
頻譜分析儀(yi) 是實驗室中最常見的測試測量儀(yi) 器之一，通常被用來在頻域中觀測並分析信號。與(yu) 大多數示波器中內(nei) 置的快速傅立葉變換
（FFT）功能相比，掃頻頻譜分析儀(yi) 可以在保持很大的頻率範圍的同時，得到較高的分辨率。然而，掃頻頻譜分析儀(yi) 的測量時間一般也
較長。Moku:Lab的頻譜分析儀(yi) 使用了混合方法，既能發揮兩(liang) 種方法的優(you) 勢，同時保證了較快的測量時間，較高分辨率，以及頻率範
圍。在這個(ge) 国产成人在线观看免费网站指南中，我們(men) 將使用Moku:Lab的示波器和頻譜分析儀(yi) 功能向您展示FFT與(yu) 混合頻譜分析儀(yi) 的區別，並通過模擬信號展
示頻譜分析儀(yi) 的幾個(ge) 主要參數對測量的影響。
FFT方法的局限性
在頻域對信號進行分析在很多情況下可以更好地發現並分離信號與(yu) 不同噪聲。與(yu) 時域分析相比，頻域分析更容易發現噪聲，並對係統進
行優(you) 化，過濾掉不需要的部分。我們(men) 平時最常使用的頻域時域轉換方法為(wei) 快速傅立葉變換，即FFT算法。這個(ge) 方法可以方便的將示波器
等儀(yi) 器在時域中采集的信號轉換成頻域信號。這也是現代大多數數字示波器內(nei) 置的功能。然而，FFT方法的頻率分辨率 （R），與(yu) 采樣
率（Fs）和FFT點數（N）的比值成正比。另一方麵，受采樣定理的限製，FFT的頻率範圍被采樣率所限製。所以，在FFT點數相同的情
況下（通常為(wei) 示波器的內(nei) 存限製），頻率範圍越大，分辨率就會(hui) 越差。
這個(ge) 特性使得FFT方法很難得到高頻信號的細節。在這個(ge) 国产成人在线观看免费网站筆記中，我們(men) 將使用一個(ge) 10 MHz的正弦波作為(wei) 載波，並以5 kHz的速度
對它進行調頻，作為(wei) 模擬信號進行測試（圖1）。我們(men) 將這個(ge) 信號叫作FM1。在圖2中我們(men) 可以看到，當我們(men) 用Moku:Lab示波器的FFT
功能對FM1進行觀察時，這個(ge) ± 5 kHz的兩(liang) 個(ge) 邊帶並不能被解析。同時，我們(men) 還可以看到好幾個(ge) 疊拚產(chan) 生的峰。
圖 1: 由Moku:Lab波形發生器所產(chan) 生的10 MHz的調頻信號
圖 2: 由Moku:Lab示波器所觀察到的FFT信號
Moku:Lab混合頻譜分析儀(yi)
為(wei) 了克服FFT方法的限製，Moku:Lab的頻譜分析儀(yi) 首先會(hui) 將信號與(yu) 本機振蕩器（LO） f1 混頻，並將信號降頻到接近DC的區間（圖
3）。關(guan) 於(yu) 混頻的具體(ti) 原理，請參考我們(men) 發布的有關(guan) 鎖相放大器的視頻。
之後，頻譜分析儀(yi) 再對這個(ge) 低頻信號進行FFT計算。
圖 3: 頻譜分析的信號處理過程
如之前我們(men) 所討論的，FFT在較小頻率區間時表現最佳。這個(ge) 混合方法可以使整個(ge) 測量頻率區間的起始點設定為(wei) 任何值，而非必須為(wei) 0
（純FFT方法通常從(cong) 0開始）。整個(ge) 頻譜的任何區間都可以使用一個(ge) 很小的頻率進行觀測，而分辨率不再受到最高被測頻率的限製。因
此，即使在高頻，這個(ge) 方法也可以得到很高的分辨率。比如在圖4中，我們(men) 使用Moku:Lab的頻譜分析儀(yi) 再次分析信號FM1，所有的邊
帶包括諧波都可以被清晰解析。
圖 4: 頻譜分析的對FM1信號的分析
頻率、分辨率帶寬（RBW）、視頻濾波器
在前文中，我們(men) 介紹了窄頻範圍可以得到更精細的分辨率。所以在測量中，在保證能囊括信號頻率分布的情況下，我們(men) 推薦使用最小的
頻率範圍。
分辨率帶寬（RBW）定義(yi) 了測量最小的頻率分辨率。它取決(jue) 於(yu) 用來計算FFT的點數，以及窗函數的種類。越小的RBW，頻率分辨率也
就越好。然而，小的分辨率帶寬可能會(hui) 稍微增加測量所需要的時間。
視頻濾波器通過平均測量點相連的像素來取得更光滑的結果。它是一個(ge) 後處理過程，並不直接影響硬件采集層麵的信號處理流程。一個(ge)
較大的視頻濾波器，會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 更光滑的頻譜，但會(hui) 降低頻譜的分辨率，以及降低較窄信號的峰值。
平均是另一個(ge) 提高信噪比的方法。它有與(yu) 視頻濾波器類似的效果，但並不降低頻譜的分辨率。然而，這個(ge) 方法隻適用於(yu) 較為(wei) 穩定的信號
采集。
圖 5中，我們(men) 展示了不同參數對信號FM1測量的影響
圖 5: 分辨率帶寬（右上），視頻濾波器（左下），平均（右下）對測量的影響
如想進一步了解Moku:Pro雲(yun) 編譯或相關(guan) 国产欧美在线詳情，
請聯係我們(men) 客戶支持團隊：
展示全部 
展示全部
