这篇文章从实时带宽、动态方案、活络度和功率丈量精确度四个方面比照了示波器和频谱仪的剖析功用方针的差异。文中作者经过试验比照发现R&S示波器丈量某个频率点的丈量作用和频谱仪比照只相差了0.2dB，这意味着R&S示波器在恰当程度上现已能够代替频谱仪。 R&S示波器的频域剖析由于选用了频谱仪的数字下变频（DDC）的算法，从原理上处理了频率分辩率受限于剖析时刻（捕获时刻）的疑问。并且R&S示波器的底噪能够小到-十0dBm，这是令人惊异的方针。

示波器与频谱仪经过长时刻的翻开，别离在时域剖析和频域剖析上的功用都得到了较大的行进。而跟着AD、存储、核算才干的行进，示波器的频域剖析功用也行进较快，现已能够进行根柢的频域剖析，那么终究该怎样挑选仪器进行频域剖析呢？这篇文章经过对示波器和频谱仪频域剖析功用的几个首要方针进行比照剖析，以期读者在挑选频域丈量仪器时供应一些帮忙。

1 实时带宽

关于示波器来说，带宽通常是其丈量频率方案。而频谱仪则有中频带宽、分辩带宽等带宽界说。这儿，咱们以能对信号进行实时剖析的实时带宽作为议论方针。

关于频谱仪来说，末级仿照中频的带宽通常能够作为其信号剖析的实时带宽，大大都的频谱剖析的实时带宽只需几兆赫兹，通常较宽的实时带宽通常为几十兆赫兹，当然如今带宽最宽的FSW频谱仪能够抵达500兆赫兹。而示波器的实时带宽为正本时取样的有用仿照带宽，通常为数百兆赫兹，高的可达数千兆赫兹。

这儿需求指出的是，大大都的示波器在笔直刻度设置纷歧同，正本时带宽或许并纷歧同，在笔直刻度设置到最活络时，正本时带宽通常会降低。

从实时带宽来说，示波器广泛优于频谱仪，这关于某些超宽带信号剖析分外有长处，分外是在调制剖析上有着无可比照的优势。

2 动态方案

动态方案方针因其界说纷歧样而有所纷歧样，许多状况下，动态方案被描写为仪器丈量最大信号和最小信号的电平差值。当改动丈量设置时，仪器丈量大信号和小信号的才干是纷歧样的，例如频谱剖析仪在衰减设置纷歧样的状况下，其丈量大信号所带来的失真是纷歧样的。在这儿，咱们议论仪器能够一同丈量巨细信号的才干，即在不改动任何丈量设置的状况下，示波器和频谱仪在适宜设置状况下的最佳动态方案。

关于频谱仪来说，在不思考相位噪声等近端噪声和杂散状况下，均匀噪声电平、二阶失真、三阶失真是制约动态方案的最首要要素，以干流频谱仪的技能方针核算，其志向动态方案约为90dB（受二阶失真束缚）。

大大都的示波器由于受其AD有用取样位数和噪声底的束缚，传统示波器的志向动态方案通常不逾越50dB。(关于R&S RTO示波器,在十0KHz RBW时,其动态方案可高达86dB)

从动态方案来看，频谱仪要优于示波器。但这儿要指出的是，这关于常在信号的频谱剖析来说的确如此，但是示波器的频谱是同一帧数据，频谱仪的频谱大大都状况下都不是同一帧数据，因此关于瞬变信号来说，频谱仪或许无法丈量到。而示波器发现瞬变信号（信号满意动态方案的状况下）的概率要大得多。

3 活络度

这儿议论的活络度，是指示波器和频谱仪所能查验到最小信号的水平。这个方针与仪器设置严密有关。

关于示波器而言，示波器在Y轴设置至最活络档时，通常为1mV/div时示波器所能查验到最小信号，抛开端口不匹配等要历来看，示波器的信号通道发作的噪声以及轨道不安稳带来的噪声是制约示波器活络度的最首要要素。

从图一中咱们能够看出，由于采样点数的添加，频谱噪声底能够降低到比照志向的程度。但是，当在时域现已无法明晰精确的再现信号时，在频域就发作了十分多的杂波，这就束缚了咱们观测小信号的才干。

图1 受噪声影响的的活络度束缚

大大都示波器与图一所示相同，能够安稳丈量0.2mV的信号，对应到频域，这恰当于-60dBm的水平。实习上，示波器能否精确的丈量小信号，不只与笔直体系的活络度有关，还与X轴的颤动、触发活络度等功用有关。

笔者为了比照文中所剖析的技能方针，分外到R&S公司成都的翻开试验室（谢谢成都分部供应的帮忙）进行了方关于比，让人惊奇的是，RTO示波器在活络度方针上十分优异，如下图所示：

图2 RTO示波器的全频段频谱图

从图二能够看出，RTO能够精确丈量-60dBm的信号，其噪声底在-80dBm支配。而最使人感到快乐的是，在悉数频段（DC-4GHz），没有发现能够影响活络度的大的杂波，然后大幅行进了丈量活络度。

在没有杂波的状况下，经过添加取样点数能够得到更低的噪声。例如图3所示，将Span和RBW设置得更小的状况下，RTO示波器的底噪声能够降低至-十0dBm以下。

图3 RTO示波器的窄带频谱图

从这点来说，RTO必定能够让丈量人员改动“示波器是频域剖析鸡肋”的感触。

关于频谱仪来说，相同抛开端口不匹配等要历来议论，频谱仪的在增益最大、衰减器设置最小状况下，均匀噪声电平能够看作频谱仪丈量小信号的极限。在不触及前置拓展器的状况下，大大都功用杰出的频谱仪能够抵达-150dBm。

4 功率丈量精确度

关于频域剖析来说，功率丈量精确度对错常首要的技能方针。不管是示波器仍是频谱仪，对功率丈量精确度的影响量都对错常多的，下面别离列出其首要的影响量：

关于示波器来说，功率丈量精确度的影响量有：端口不匹配致使的反射、笔直体系差错、频率照应、AD量化差错、校准信号差错等。

关于频谱仪来说，功率丈量精确度的影响量有：端口不匹配致使的反射、参看电平差错、衰减器差错、带宽改换差错、频率照应、校准信号差错等。

此处咱们不对影响量进行逐个剖析比照，咱们经过对1GHz频率信号的进行功率丈量来比照，经过RTO示波器和FSW频谱仪的丈量比照能够看出，在1GHz处，示波器与频谱仪的功率丈量值仅相差0.2dB支配，这对错常好的丈量精确度方针。由于频谱仪在1GHz处的丈量精确度对错常好的。

别的，在频率方案内，示波器的频率照应方针也是极好的，4GHz方案内不逾越0.5dB，从这点来说，示波器乃至优于频谱仪的功用。

总的来说，示波器与频谱仪在频域剖析功用上各有所长，频谱仪在活络度等技能方针上更胜一筹，示波器在实时带宽上较频谱仪更为超卓。在丈量纷歧样类型的信号时，可根据查验需求和仪器的纷歧样技能特征进行挑选。

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