頻譜分析是觀察和測(cè)量信號(hào)幅度和信號(hào)失真的一種快速方法，其顯示結(jié)果可以直觀反映出輸入信號(hào)的傅立葉變換的幅度。信號(hào)頻域分析的測(cè)量范圍極其寬廣，超過140dB，這使得頻譜分析儀成為適合現(xiàn)代通信和微波領(lǐng)域的多用途儀器。頻譜分析實(shí)質(zhì)上是考察給定信號(hào)源，天線，或信號(hào)分配系統(tǒng)的幅度與頻率的關(guān)系，這種分析能給出有關(guān)信號(hào)的重要信息，如穩(wěn)定度，失真，幅度以及調(diào)制的類型和質(zhì)量。利用這些信息，可以進(jìn)行電路或系統(tǒng)的調(diào)試，以提..率或驗(yàn)證在所需要的信息發(fā)射和不需要的信號(hào)發(fā)射方面是否符合不斷涌現(xiàn)的各種規(guī)章條例。

現(xiàn)代頻譜分析儀已經(jīng)得到許多綜合利用，從研究開發(fā)到生產(chǎn)制造，到現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。新型頻譜分析儀已經(jīng)改名叫信號(hào)分析儀，已經(jīng)成為具有重要價(jià)值的實(shí)驗(yàn)室儀器，能夠快速觀察大的頻譜寬度，然后迅速移近放大來觀察信號(hào)細(xì)節(jié)已受到工程師的高度重視。在制造領(lǐng)域，測(cè)量速度結(jié)合通過計(jì)算機(jī)來存取數(shù)據(jù)的能力，可以快速，..和重復(fù)地完成一些極其復(fù)雜的測(cè)量。

有兩種技術(shù)方法可完成信號(hào)頻域測(cè)量（統(tǒng)稱為頻譜分析）。

1．FFT分析儀 用數(shù)值計(jì)算的方法處理一定時(shí)間周期的信號(hào)，可提供頻率；幅度和相位信息。這種儀器同樣能分析周期和非周期信號(hào)。FFT 的特點(diǎn)是速度快，精度高，但其分析頻率帶寬受ADC采樣速率限制，適合分析窄帶寬信號(hào)。

2．掃頻式頻譜分析儀可分析穩(wěn)定和周期變化信號(hào)，可提供信號(hào)幅度和頻率信息，適合于寬頻帶快速掃描測(cè)試。

快速傅立葉變換頻譜分析儀

快速傅立葉變換可用來確定時(shí)域信號(hào)的頻譜。信號(hào)必須在時(shí)域中被數(shù)字化，然后執(zhí)行FFT算法來求出頻譜。一般FFT分析儀的結(jié)構(gòu)是：輸入信號(hào)首先通過一個(gè)可變衰減器，以提供不同的測(cè)量范圍，然后信號(hào)經(jīng)過低通濾波器，除去處于儀器頻率范圍之外的不希望的高頻分量，再對(duì)波形進(jìn)行取樣即模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式后，用微處理器（或其他數(shù)字電路如FPGA,DSP）接收取樣波形，利用FFT計(jì)算波形的頻譜，并將結(jié)果記錄和顯示在屏幕上。

FFT分析儀能夠完成多通道濾波器式同樣的功能，但無需使用許多帶通濾波器，它使用數(shù)字信號(hào)處理來實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立濾波器相當(dāng)?shù)墓δ?。從概念上講，F(xiàn)FT方法是簡(jiǎn)單明確的：對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，再計(jì)算頻譜。實(shí)際上，為了使測(cè)量具有意義，還需要考慮很多因素。

FFT的實(shí)質(zhì)是基帶變換，換句話說，F(xiàn)FT的頻率范圍總是從0Hz開始并延伸到某個(gè).高頻率處。這對(duì)需要分析較窄頻帶（不是從直流開始）的測(cè)量情況可能是一個(gè)重大限制。例如，F(xiàn)FT分析儀具有取樣頻率，F(xiàn)FT的頻率范圍是0Hz到128KHz。若N=1024，則頻率分辨力將是，故不能分辨間隔小于250Hz的譜線。

提高頻率分辨力的一種方法是增大時(shí)間記錄中的取樣點(diǎn)數(shù)N，這也增大FFT輸出的節(jié)點(diǎn)數(shù)。不過，問題在于，這會(huì)增加FFT所要處理的數(shù)組長(zhǎng)度，從而增加計(jì)算時(shí)間。FFT算法的計(jì)算時(shí)間往往限制了儀器的性能（比如屏幕刷新速度），所以增加FFT的長(zhǎng)度往往是可取的。

另一種方法是使用數(shù)字下變頻器，對(duì)于帶限信號(hào)，進(jìn)行數(shù)字下變頻，這樣等效降低了采樣速率，可以提高頻率分辨力。ADC的輸出與數(shù)字正弦波相乘，借助數(shù)字混頻使數(shù)字正弦波的頻率降低。再用數(shù)字濾波器進(jìn)行濾波，數(shù)字濾波器通過利用適當(dāng)?shù)某檫x因子來形成適當(dāng)?shù)念l率間隔，這個(gè)帶寬可以做得很窄，可以形成窄到1Hz的頻率間隔和頻率分辨力。