频谱分析入门教程之频谱分析基础知识的详细资料概述

　　本书编译自安捷伦科技著名的应用指南Application Note 150： Spectrum Analysis Basics（频谱分析基础）。它详细描述了频谱分析的基本原理以及性能指标，并介绍了现代分析仪的新发展和新功能。我们希望这本指南能够帮助你更加深入地了解你所使用的频谱分析仪，充分利用分析仪的功能特性以发挥它的最大潜能。

　　本应用指南介绍了扫描调谐超外差式频谱分析仪的基本原理和频谱分析仪的基础知识并探讨了频谱分析仪功能的新进展。从最基础的角度考虑，我们可以把频谱分析仪理解为一种频率选择性、峰值检测的电压表，它经过校准之后显示正弦波的有效值。应当强调的是，尽管我们常用频谱分析仪来直接显示功率，但它毕竟不是功率计。当然，只要知道了正弦波的某个值 （例如峰值或平均值） 和测量这个值时所用的电阻值，就能够校准电压表用来指示功率。数字技术的出现赋予了现代频谱分析仪更多的功能。本指南在介绍了频谱分析仪基本原理的同时也阐述了使用数字技术和数字信号处理技术赋予这类仪器的新功能。

　　频域对时域

　　在详细介绍频谱分析仪之前，读者也许会问： 什么是频谱？ 为何要对它进行分析？ 我们已经习惯于用时间作为参照来记录某时刻发生的事件，这种方法当然也适用于电信号。于是可以用示波器来观察某个电信号 （或通过适当传感器能转换成电压的其它信号） 的瞬时值随时间的变化，也就是在时域中用示波器观察信号的波形。

　　然而，傅立叶1 理论告诉我们，时域中的任何电信号都可以由一个或多个具有适当频率、幅度和相位的正弦波叠加而成。换句话说，任何时域信号都可以变换成相应的频域信号，通过频域测量可以得到信号在某个特定频率上的能量值。通过适当的滤波，我们能将图1-1中的波形分解成若干个独立的正弦波或频谱分量，然后就可以对它们进行单独分析。每个正弦波都用幅度和相位加以表征。如果我们要分析的信号是周期信号 （正如本书所研究的情况），傅立叶理论指出，所包含的正弦波的频域间隔是1/T，其中T是信号的周期2 。