过去的频谱解析仪和当今很多家庭频谱解析仪
频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。它又可称为频域示波器、跟踪示波器、分析示波器、谐波分析器、频率特性分析仪或傅里叶分析仪等。现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果，能分析1赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。仪器内部若采用数字电路和微处理器，具有存储和运算功能；配置标准接口，就容易构成自动测试系统。
传统频谱分析仪
传统的频谱分析仪的前端电路是一定带宽内可调谐的接收机，输入信号经变频器变频后由低通滤器输出,滤波输出作为垂直分量，频率作为水平分量,在示波器屏幕上绘出坐标图，就是输入信号的频谱图。由于变频器可 频谱分析仪
以达到很宽的频率,例如30Hz-30GHz,与外部混频器配合，可扩展到100GHz以上,频谱分析仪是频率覆盖最宽的测量仪器之一。无论测量连续信号或调制信号，频谱分析仪都是很理想的测量工具。但是,传统的频谱分析仪也有明显的缺点，它只能测量频率的幅度,缺少相位信息，因此属于标量仪器而不是矢量仪器。
现代频谱分析仪
基于快速傅里叶变换(FFT)的现代频谱分析仪，通过傅里叶运算将被测信号分解成分立的频率分量,达到与传统频谱分析仪同样的结果，。这种新型的频谱分析仪采用数字方法直接由模拟/数字转换器(ADC)对输入信号取样,再经FFT处理后获得频谱分布图。 在这种频谱分析仪中，为获得良好的仪器线性度和高分辨率，对信号进行数据采集时 ADC的取样率最少等于输入信号最高频率的两倍,亦即频率上限是100MHz的实时频谱分析仪需要ADC有200MS/S的取样率。 目前半导体工艺水平可制成分辨率8位和取样率4GS/S的ADC或者分辨率12位和取样率800MS/S的ADC,亦即，原理上仪器可达到2GHz的带宽，为了扩展频率上限,可在ADC前端增加下变频器，本振采用数字调谐振荡器。这种混合式的频谱分析仪可扩展到几GHz以下的频段使用。 FFT的性能用取样点数和取样率来表征,例如用100KS/S的取样率对输入信号取样1024点，则最高输入频率是50KHz和分辨率是50Hz。如果取样点数为2048点,则分辨率提高到25Hz。由此可知，最高输人频率取决于取样率,分辨率取决于取样点数。FFT运算时间与取样，点数成对数关系,频谱分析仪需要高频率、高分辨率和高速运算时，要选用高速的FFT硬件,或者相应的数字信号处理器(DSP)芯片。例如，10MHz输入频率的1024点的运算时间80μs,而10KHz的1024点的运算时间变为64ms,1KHz的1024点的运算时间增加至640ms。当运算时间超过200ms时，屏幕的反应变慢,不适于眼睛的观察，补救办法是减少取样点数,使运算时间降低至200ms以下。
