頻譜分析儀和矢量信號分析儀的異同對比

點擊次數：7895 更新時間：2020-05-13

矢量信號分析儀是在預定頻率范圍內自動測量電路增益與相應的儀器，它有內部的掃頻頻率源或可控制的外部信號源。其功能是測量對輸入該掃頻信號的被測電路的增益與相位，因而它的電路結構與頻譜分析儀相似。
頻譜分析儀需要測量未知的和任意的輸入頻率，矢量信號分析儀則只測量自身的或受控的已知頻率；頻譜分析儀只測量輸入信號的幅度（標量儀器），矢量信號分析儀則測量輸入信號的幅度和相位（矢量儀器）。由此可見，矢量信號分析儀的電路結構比頻譜分析儀復雜，價位也較高。現代的矢量信號分析儀也采用快速傅里葉變換，以下介紹它們的異同。
對于頻譜分析和電磁干擾測量來說，頻譜分析儀是通信測量儀器中常用的設備，由于具有大于100dB的動態范圍、低于-110dBc/Hz的噪聲、 1Hz-100Hz的帶寬、50GHz以上的頻率范圍，能夠接收到極微弱的信號和分辨出兩個幅度相差很大的信號。頻譜分析儀的缺點是只能顯示頻率分量的幅值，而不能獲得信號的相位。對于某些通信元器件和通信鏈路，幅值和相位必須能夠同時測量出來，前者如放大器和振蕩器，后者是**代至第三代的移動通信。
前面曾提及，為了擴大基于FFT的頻譜分析儀的頻率范圍，可在前端增加下變頻器。同樣原理可用于矢量信號分析儀，它是傳統頻譜分析儀與FFT分析儀的結合，從而獲得在高頻和射頻頻率下的FFT分析能力，同時顯示幅度和相位信息。對于現代通信的數字調制分析，以及調幅/調頻/調相的解調都是非常有效的手段。
頻譜分析儀的變頻前端擴展儀器到GHz的頻段，經變頻后的輸入信號頻率變成適于FFT處理的頻段，電路中的濾波器與頻譜分析儀的濾波器不同，這里的濾波器不是選擇性的，而防止ADC變換過程產生的信號混疊，即變換過程中出現的虛假信號。ADC的輸出分成兩路，獲得同相和正交信號，經DSP 作時間一頻率的FFT運算后由顯示屏獲得頻譜的幅度和相位。
目前儀器公司供應的矢量信號分析器的頻率范圍可達3GHz，測量對象是復雜的移動通信常用頻段的調制信號，如GSM、CDMA的基帶特性和載波特性。矢量信號分析儀的測量模式有：標量、矢量、數字解調和門控測量。觸發可由基帶輸入信號或由中頻信號調節，包括觸發電平和相位。掃頻方式有單次和連續，對測量數據可多次平均，并用有效值（RMS）、峰值保持和指數坐標指示。
一種新型的矢量信號分析器的重要特性是：頻率范圍-DC--2.7GHz;基帶帶寬--40MHz;中頻帶寬36MHz;率分辨率--0.001HZ;時基準確度--0.2ppm/年；相位噪聲--97dBc/Hz（載波偏移100Hz）,-122dBc/Hz（載波偏移1khz）幅度范圍 -45-+20dBm；幅度準確度--正負2dB；三階互調失真---70dB。應用領域是衛星通信、擴頻跳頻通信、點到點通信、以及頻率監控和搜索。以移動通信的碼分多址（CDMA）來說，利用配套的分析軟件，可以獲得：
發射機的平均載波功率
功率隨時間的變化
相位和頻率誤差
鄰近信道功率比
偽隨機噪聲序列的調制精度
近距離寄發生發射頻率
頻譜測量和波形測量
在無線基站或**電話的產品開發和產品檢驗中，矢量信號分析儀可按多種工業標準，對GSM、CDMA等的發射機和手機進行嚴格的精度和動態范圍測量。在CDMA等通信產品生產中，只利用連續測量是不夠的，利用數字調制信號可方便地測出輸出功率和失真等重要參數。
矢量信號分析儀采用Windows平臺，容易通過外接微機進行數據處理和交換，Windows平臺便于性能升級和利用其他工程設計工具，熟識的圖形界面可縮短學習時間，留出更多的時間進行測量和應用各種設計及測試工具。