频谱分析仪和矢量信号分析仪的异同对比

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频谱分析仪和矢量信号分析仪的异同对比

更新时间：2020-05-13

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矢量信号分析仪是在预定频率范围内自动测量电路增益与相应的仪器，它有内部的扫频频率源或可控制的外部信号源。其功能是测量对输入该扫频信号的被测电路的增益与相位，因而它的电路结构与频谱分析仪相似。
频谱分析仪需要测量未知的和任意的输入频率，矢量信号分析仪则只测量自身的或受控的已知频率；频谱分析仪只测量输入信号的幅度（标量仪器），矢量信号分析仪则测量输入信号的幅度和相位（矢量仪器）。由此可见，矢量信号分析仪的电路结构比频谱分析仪复杂，价位也较高。现代的矢量信号分析仪也采用快速傅里叶变换，以下介绍它们的异同。
对于频谱分析和电磁干扰测量来说，频谱分析仪是通信测量仪器中常用的设备，由于具有大于100dB的动态范围、低于-110dBc/Hz的噪声、 1Hz-100Hz的带宽、50GHz以上的频率范围，能够接收到极微弱的信号和分辨出两个幅度相差很大的信号。频谱分析仪的缺点是只能显示频率分量的幅值，而不能获得信号的相位。对于某些通信元器件和通信链路，幅值和相位必须能够同时测量出来，前者如放大器和振荡器，后者是**代至第三代的移动通信。
前面曾提及，为了扩大基于FFT的频谱分析仪的频率范围，可在前端增加下变频器。同样原理可用于矢量信号分析仪，它是传统频谱分析仪与FFT分析仪的结合，从而获得在高频和射频频率下的FFT分析能力，同时显示幅度和相位信息。对于现代通信的数字调制分析，以及调幅/调频/调相的解调都是非常有效的手段。
频谱分析仪的变频前端扩展仪器到GHz的频段，经变频后的输入信号频率变成适于FFT处理的频段，电路中的滤波器与频谱分析仪的滤波器不同，这里的滤波器不是选择性的，而防止ADC变换过程产生的信号混叠，即变换过程中出现的虚假信号。ADC的输出分成两路，获得同相和正交信号，经DSP 作时间一频率的FFT运算后由显示屏获得频谱的幅度和相位。
目前仪器公司供应的矢量信号分析器的频率范围可达3GHz，测量对象是复杂的移动通信常用频段的调制信号，如GSM、CDMA的基带特性和载波特性。矢量信号分析仪的测量模式有：标量、矢量、数字解调和门控测量。触发可由基带输入信号或由中频信号调节，包括触发电平和相位。扫频方式有单次和连续，对测量数据可多次平均，并用有效值（RMS）、峰值保持和指数坐标指示。
一种新型的矢量信号分析器的重要特性是：频率范围-DC--2.7GHz;基带带宽--40MHz;中频带宽36MHz;率分辨率--0.001HZ;时基准确度--0.2ppm/年；相位噪声--97dBc/Hz（载波偏移100Hz）,-122dBc/Hz（载波偏移1khz）幅度范围 -45-+20dBm；幅度准确度--正负2dB；三阶互调失真---70dB。应用领域是卫星通信、扩频跳频通信、点到点通信、以及频率监控和搜索。以移动通信的码分多址（CDMA）来说，利用配套的分析软件，可以获得：
发射机的平均载波功率
功率随时间的变化
相位和频率误差
邻近信道功率比
伪随机噪声序列的调制精度
近距离寄发生发射频率
频谱测量和波形测量
在无线基站或**电话的产品开发和产品检验中，矢量信号分析仪可按多种工业标准，对GSM、CDMA等的发射机和手机进行严格的精度和动态范围测量。在CDMA等通信产品生产中，只利用连续测量是不够的，利用数字调制信号可方便地测出输出功率和失真等重要参数。
矢量信号分析仪采用Windows平台，容易通过外接微机进行数据处理和交换，Windows平台便于性能升级和利用其他工程设计工具，熟识的图形界面可缩短学习时间，留出更多的时间进行测量和应用各种设计及测试工具。