频谱分析仪的系统特性与操作原理.PDF

頻譜分析儀的系統特性與操作原理 1 頻譜分析儀的系統特性與操作原理 GOOD WILL INSTRUMENT CO., LTD. 頻譜分析儀的系統特性與操作原理 2 簡介 隨著通訊應用科技的進展神速，從二次大戰後之傳 遭，各種具有不同頻率的訊號往往是以機率分配的方式 統軍事專屬的通訊科技一直到今天普遍影響我們生活的 存在著，在一般的時域分析(Time-domain analysis)中， 行動通訊科技，其背後的科學原理與理論基礎之驗證與 可以很容易從時間軸上觀察到任何訊號波形變化的事 實現，無不需要依賴對無線射頻訊號的量測，才能完成 件，只要用示波器的量測就能看出任何具有時間函數之 各式各樣之通訊系統的設計任務，本應用技術文摘的目 電子訊號事件的瞬間物理量。關於頻譜分析儀的發展起 的在於供作頻譜分析儀的系統特性與操作原理上之技術 源，是在早期的通信系統上頻率量測中，為了實現以頻 入門書，希望對於產業界、教育學術機構、基礎科研單 率為基準點，在頻域上檢測信號而研發出來的儀器，並 位與維修服務中心等，在各式各樣的主流應用領域上提 且被廣泛地使用在測量通信系統的各種重要參數，如平 出應用技術重要的量測特性與操作原理，俾利於各種基 均雜訊位準 (Average noise level) 、動態範圍(Dynamic 礎研究與工程應用人員在追求科技新知、推進科技研發 range) 、頻率範圍(Frequency range)等等。除此之外，還 與促進產業發展方面能夠更上一層樓。而本文將從幫助 可以用在時域的量測，如測量傳輸輸出功率等項目。基 初學者了解頻譜分析儀的出發點，引領學習者進入知識 本上依功能面來看，一般的計頻器只能量測訊號的頻 的殿堂，藉由闡述頻譜分析的重要性與頻譜分析儀的基 率，功率計只能量測訊號的功率，而可以將頻譜分析儀 本架構，讓有志於培養此一應用技術之興趣與技能者有 視為兼具計頻器與功率計兩種功能的量測儀器。 最多的體會與啟發，最後則由頻譜分析儀在量測上的主 要參數分析、常用配件的搭配說明、操作性能的解說來 如果要完全地分析且釐清一個信號的特性，除了使 刻劃出其在各種量測應用上的特色與優點。 用示波器從時域 (Time domain)去觀察信號外，還需要 從頻率的角度(簡稱頻域： Frequency domain)去分析信 一、頻譜分析的原理 號。通常用示波器來觀察信號並不能看出一窺信號的全 在了解頻譜分析儀的工作原理之前有必要先對頻譜 貌，只能看到組成之後的波形；例如方波事實上是經過 的概念作一番體會，才有助於實際上的量測操作，因此 許多信號的累積而形成的一種信號。偉大的法國數學家 必須了解何謂頻譜 (Spectrum)和為何要進行頻譜分析 傅立葉(Jean-Baptiste-Joseph Fourier)則告訴我們，任何 (Spectrum analysis) 。頻譜的概念充斥在我們的生活週 時域上的電子訊號現象必然是由多組具有適當之頻率、 圖一 常用之高頻量測儀器 ( * ：指類比解調)