本書(shū)編譯自安捷倫科技著名的應(yīng)用指南Application Note 150： Spectrum Analysis Basics（頻譜分析基礎(chǔ)）。它詳細(xì)描述了頻譜分析的基本原理以及性能指標(biāo)，并介紹了現(xiàn)代分析儀的新發(fā)展和新功能。我們希望這本指南能夠幫助你更加深入地了解你所使用的頻譜分析儀，充分利用分析儀的功能特性以發(fā)揮它的最大潛能。

　　本應(yīng)用指南介紹了掃描調(diào)諧超外差式頻譜分析儀的基本原理和頻譜分析儀的基礎(chǔ)知識(shí)并探討了頻譜分析儀功能的新進(jìn)展。從最基礎(chǔ)的角度考慮，我們可以把頻譜分析儀理解為一種頻率選擇性、峰值檢測(cè)的電壓表，它經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)之后顯示正弦波的有效值。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，盡管我們常用頻譜分析儀來(lái)直接顯示功率，但它畢竟不是功率計(jì)。當(dāng)然，只要知道了正弦波的某個(gè)值 （例如峰值或平均值） 和測(cè)量這個(gè)值時(shí)所用的電阻值，就能夠校準(zhǔn)電壓表用來(lái)指示功率。數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)賦予了現(xiàn)代頻譜分析儀更多的功能。本指南在介紹了頻譜分析儀基本原理的同時(shí)也闡述了使用數(shù)字技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)賦予這類儀器的新功能。

　　頻域?qū)r(shí)域

　　在詳細(xì)介紹頻譜分析儀之前，讀者也許會(huì)問(wèn)： 什么是頻譜？ 為何要對(duì)它進(jìn)行分析？ 我們已經(jīng)習(xí)慣于用時(shí)間作為參照來(lái)記錄某時(shí)刻發(fā)生的事件，這種方法當(dāng)然也適用于電信號(hào)。于是可以用示波器來(lái)觀察某個(gè)電信號(hào) （或通過(guò)適當(dāng)傳感器能轉(zhuǎn)換成電壓的其它信號(hào)） 的瞬時(shí)值隨時(shí)間的變化，也就是在時(shí)域中用示波器觀察信號(hào)的波形。

　　然而，傅立葉1 理論告訴我們，時(shí)域中的任何電信號(hào)都可以由一個(gè)或多個(gè)具有適當(dāng)頻率、幅度和相位的正弦波疊加而成。換句話說(shuō)，任何時(shí)域信號(hào)都可以變換成相應(yīng)的頻域信號(hào)，通過(guò)頻域測(cè)量可以得到信號(hào)在某個(gè)特定頻率上的能量值。通過(guò)適當(dāng)?shù)臑V波，我們能將圖1-1中的波形分解成若干個(gè)獨(dú)立的正弦波或頻譜分量，然后就可以對(duì)它們進(jìn)行單獨(dú)分析。每個(gè)正弦波都用幅度和相位加以表征。如果我們要分析的信號(hào)是周期信號(hào) （正如本書(shū)所研究的情況），傅立葉理論指出，所包含的正弦波的頻域間隔是1/T，其中T是信號(hào)的周期2 。