为什么要看信号的频谱?

　　首先，有些信号在时域上很难表征，在频域里就会很简单。例如考虑谐波失真的量测，很难通过观察示波器上的信号来量化出正弦波的失真。当同样的信号在频谱分析仪上显示的时候，它的谐波频率和振幅可以被很清晰的展示出来。除此之外，还有噪声分析，在示波器上观测放大器的输出噪声基本上只是测量了全部噪声的总振幅。在频谱分析仪上，噪声则是作为频率的函数被显示出来。如果是放大器在某些频率范围内才有一些问题，在时域表征时，这个问题很难被发现。

　　许多这样的测量曾经是用模拟频谱分析来做的，简单的说就是用一个模拟滤波器隔离感兴趣的频率，测量通过滤波器的功信号功率，来确定在一定带宽内的待测信号的强度，之后通过调整滤波器，以及反复测量，最终获得一个频谱。

　　频谱分析仪

　　频谱分析仪的工作方式是截然不同的。输入信号以高采样率进行数字化，类似于数字化示波器。奈奎斯特定理认为只要采样率大于信号最高频率分量的2倍，则被采样的数据将准确的表示输入信号。SR7xx (SR770, SR780或者SR785)的取样频率为256 kHz。为了满足奈奎斯特定理，输入信号通过一个模拟滤波器，使所有在156 kHz以上的频率分量衰减90dB，这是抗混叠滤波器。然后，使用快速傅立叶变换(FFT)算法，将得到的数字时间记录用数学方法转换为频谱。FFT通过巧妙的运算实现了傅立叶定理，得到的频谱显示了输入信号的频率分量。

　　有趣的是：原始的数字时间记录来自于以采样率采集的离散样本，相应的FFT产生具有离散频率样本的频谱，事实上，频谱的频率点是时间点的一半(记住奈奎斯特定理)。假设在256 kHz下采集1024个样本，那么记录这个数据需要4毫秒，该记录的FFT产生512个频率点——但是在什么频率范围内呢?最高频率将由两个时间样本或128 kHz的周期来确定，最低频率只是整个记录的周期或1/(4毫秒)或250赫兹，所有低于250 Hz的频率都被认为是直流电。因此，输出频谱则代表从直流到128 kHz的频率范围，每250 Hz点记录一次。

　　频谱分析仪的优点

　　这种技术的优点是速度快。由于FFT频谱分析仪可以同时测量所有频率分量，因此该技术提供了比传统的模拟频谱分析仪快数百倍的可能性。在100 kHz跨度和400个可分辨频率窗口的情况下，整个光谱只需要4毫秒来测量。为了测量具有更高分辨率的信号，时间会有相应的延长，但是所有频率都是通知检测，这提供了巨大的速度优势。

　　为了实现这种技术的速度优势，我们需要进行高速计算。而且，为了避免牺牲动态范围，我们需要高分辨率的ADCs。SRS频谱分析仪具有实现FFT频谱分析仪理论优势所需的处理能力和前端分辨率。

　　双通道FFT分析仪

　　FFT频谱分析仪最常见的应用之一是测量机械或电气系统的传递函数(MTF)，MTF是输出频谱与输入频谱的比值。单通道分析器，如SR760，不能测量MTF。如果，假设系统的输入频谱等于集成源的频谱，那么带有集成源的单通道分析仪，如SR770，可以测量MTF。通常，要测量一般的MTF，需要一个双通道分析仪(如SR785)。一个通道测量输入的频谱，另一个通道测量输出的频谱，分析仪执行复数除法以提取MTF的幅度和相位。因为输入频谱是被实际测量和分配，所以您不限于使用预定的信号作为被测试系统的输入——任何信号都可以。