頻譜分析儀是測試測量領域最常用的儀器之一，廣泛的應用于生產生活、教學科研、軍事國防等各個領域，極大的促進了社會的發展進步，頻譜分析可以把一個復雜的時間上的波形，分解為若干單一的諧波分量，從而得到信號的頻率結構以及各諧波的振幅和相位等信息，是一種將復雜信號分解為一系列簡單信號的技術，頻譜分析是從頻域上觀測分析信號，觀測得到的信號信息與信號在時域、變換域中所攜帶的完全一致，并不會出現任何丟失。

    早期的頻譜儀只是一個掃頻接收機，通過使用一組窄帶濾波器進行濾波檢波，然后不斷的掃頻顯示各個頻段，掃頻帶寬只有80-100MHz，而且整體體積過于龐大，電子器件繁多，使用旋鈕、開關來調節系統的測量參數，需要全手動操作，操作繁瑣，使用時還要預先規劃好各項操作。目前隨著采樣技術、頻率合成技術的發展，以及集成電路的應用，頻譜分析儀得到了飛速發展，產品規格品種日漸繁多，不但減小了產品體積，而且提高了性能，實現了寬頻段、高分辨率、高靈敏度等高性能，如頻段就提升到18GHz，頻譜儀也開始成為一種高性能多功能的測量儀器。頻譜分析儀對空中、洋底反射的各種聲波、電波信號進行頻譜分析，能夠提前預知遠處的物體形狀、大小、位置等信息，廣泛的應用于雷達、聲吶等導航系統上。甚至還可以對人體的一些生理信號，如心率、腦電波進行頻譜分析，以判斷身體的健康狀況，為疾病的診斷提供數據，甚至可以預防疾病的發生。

    現代的高性能頻譜儀大多在高頻段采用了掃描外差式的設計，通過多級變頻處理，將輸入信號變至較低的中頻上，而在中頻段則采用了FFT式設計，對變頻到中頻的信號進行A/D采樣量化，變為數字信號，再利用數字中頻技術、FFT變換完成頻譜分析。這種設計方式結合了前面討論的頻譜儀原理的各自的優勢，發揮了掃描外差式頻譜儀測量頻率范圍寬，FFT式頻譜儀頻率分辨力強的優勢，大大提高了頻譜儀的性能，FFT式頻譜儀在測量速度、精度等方面也在不斷進步，尤其是采用帶通采樣定理，以帶通濾波器替換掉低通濾波器，然后進行數字下變頻后再在基帶上進行FFT變換，可以實現對高頻的分頻段的測量，提高了頻率測量上限，擴展測量頻帶范圍，利用這種方法測量頻帶帶寬將只受ADC的轉換速度的影響。

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