德國安諾尼HF-80100手持式實(shí)時(shí)頻譜分析儀主要應(yīng)用

實(shí)時(shí)頻譜分析儀能夠在實(shí)時(shí)分析帶寬之內(nèi)無縫地進(jìn)行FFT計(jì)算和頻譜觸發(fā)，因此十分有利于瞬態(tài)信號的捕獲和分析，在頻譜監(jiān)測，雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，跳頻電臺(tái)測試，振蕩器研發(fā)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。以下是幾種典型應(yīng)用場景下的測試效果：

圖2. 跳頻雷達(dá)信號檢測

圖3. 脈沖信號時(shí)域頻域分析

圖4. 振蕩器鎖定過程分析.

德國安諾尼HF-80100手持式實(shí)時(shí)頻譜分析儀主要應(yīng)用特性

實(shí)時(shí)頻譜分析儀普遍采用快速傅里葉變換（FFT）來實(shí)現(xiàn)頻譜測量。FFT技術(shù)并不是實(shí)時(shí)頻譜儀的，其在傳統(tǒng)的掃頻式頻譜儀上亦有所應(yīng)用。但是實(shí)時(shí)頻譜儀所采用的FFT技術(shù)與之相比有著許多不同之處，同時(shí)其測量方式和顯示結(jié)果也有所不同：

1.    高速測量：頻譜儀分析儀的信號處理過程主要包括兩步，即數(shù)據(jù)采樣和信號處理。實(shí)時(shí)頻譜儀為了保證信號不丟失，其信號處理速度需要高于采樣速度。

2.    恒定的處理速度：為了保證信號處理的連續(xù)性和實(shí)時(shí)性，實(shí)時(shí)頻譜儀的處理速度必須保持恒定。傳統(tǒng)頻譜儀的FFT計(jì)算在CPU中進(jìn)行，容易受到計(jì)算機(jī)中其它程序和任務(wù)的干擾。實(shí)時(shí)頻譜儀普遍采用FPGA進(jìn)行FFT計(jì)算，這樣的硬件實(shí)現(xiàn)既可以保證高速性，又可以保證速度穩(wěn)定性。

3.    頻率模板觸發(fā)（Frequency Mask Trigger）：FMT是實(shí)時(shí)頻譜儀的主要特性之一，它能夠根據(jù)特定頻譜分量大小作為觸發(fā)條件，從而幫助工程師觀察特定時(shí)刻的信號形態(tài)。傳統(tǒng)的掃頻式頻譜儀和矢量信號分析儀一般只具備功率或者電平觸發(fā)，不能根據(jù)特定頻譜的出現(xiàn)情況觸發(fā)測量，因此對轉(zhuǎn)瞬即逝的偶發(fā)信號無能為力。因此傳統(tǒng)掃頻頻譜儀和實(shí)時(shí)頻譜分析儀各自有著自己的應(yīng)用場景。

4.    豐富的顯示功能：傳統(tǒng)頻譜儀的顯示專注在頻率和幅度的二維顯示，只能觀察到測量時(shí)刻的頻譜曲線。而實(shí)時(shí)頻譜儀普遍具備時(shí)間，頻率，幅度的三維顯示，甚至支持?jǐn)?shù)字余輝和頻譜密度顯示，從而幫助測試者觀察到信號的前后變化及長時(shí)間統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

定義

傳統(tǒng)上一般將頻譜儀分為三類：掃頻式頻譜儀，矢量信號分析儀和實(shí)時(shí)頻譜分析儀。實(shí)時(shí)頻譜分析儀是隨著現(xiàn)代FPGA技術(shù)發(fā)展起來的一種新式頻譜分析儀，與傳統(tǒng)頻譜儀相比，它的zui大特點(diǎn)在于在信號處理過程中能夠*利用所采集的時(shí)域采樣點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)無縫的頻譜測量及觸發(fā)。由于實(shí)時(shí)頻譜儀具備無縫處理能力，使得它在頻譜監(jiān)測，研發(fā)診斷以及雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有著廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵指標(biāo)

當(dāng)前的實(shí)時(shí)頻譜儀部分是的儀表，部分可通過傳統(tǒng)的頻譜儀升級實(shí)現(xiàn)。實(shí)時(shí)頻譜儀和傳統(tǒng)頻譜儀有共同的指標(biāo)，例如頻率，分析帶寬，動(dòng)態(tài)范圍等；同時(shí)也有自己*的指標(biāo)，例如FFT速度，zui短截獲時(shí)間等，其主要指標(biāo)包含：

頻率：頻譜儀分析儀能檢測的zui高頻率值，一般無線通信要求的頻率上限在十幾個(gè)GHz，軍yong，航天類型的應(yīng)用要求在50GHz以上，甚至達(dá)到100GHz以上。

分析帶寬：頻譜儀能夠同時(shí)分析的zui大信號頻率范圍，一般取決于其中頻ADC的帶寬zui高，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在頻譜儀的分析帶寬已經(jīng)從zui初的幾十MHz增加到一百M(fèi)Hz以上。對于實(shí)時(shí)頻譜儀而言，分析帶寬越寬，其ADC的采樣率越高，實(shí)時(shí)FFT計(jì)算的要求也越高。

無雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）：衡量頻譜儀同時(shí)觀察大小信號的能力，該參數(shù)一般取決于頻譜儀的底噪，ADC位數(shù)等。

99%截獲信號持續(xù)時(shí)間：實(shí)時(shí)頻譜儀雖然適合觀察瞬態(tài)信號，但是對信號的持續(xù)時(shí)間也有特定要求，高于一定持續(xù)時(shí)間的信號能夠被99%地準(zhǔn)確測量到；低于該時(shí)間的信號可能會(huì)被捕獲，但是幅度精度不能保證。

FFT計(jì)算速度：頻譜儀里面的FPGA硬件進(jìn)行FFT計(jì)算的速度。

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