带FFT的示波器还是频谱分析仪？

有人可以向我解释哪个应用程序需要另一个，为什么？据我所读，这一切都是关于“ dB”的。真的吗？又为什么呢

首先，我可以看到具有FFT功能的数字存储示波器（DSO）和频谱分析仪（SA）是相同的……它们将从时域获取信号，并将其转换为频域，我们可以检查所有信号的谐波和频率分量并以全新的方式进行分析。......但是，由于DSO通常比SA便宜得多，所以我一直想知道SA将提供DSO无法提供的功能。是关于精度，计算速度（我的DSO FFT确实很慢），带宽（便宜的DSO通常只能达到100MHz），还是仅取决于模型，而不取决于DSO或SA？还有更多我不知道的事，您可以告诉我吗？

简单回答-示波器是任何电子实验室必不可少的工具，而SA通常不是（除非您是RF工程师，即使那样您也需要一个很好的示波器），而要获得高质量，则价格要贵得多（尽管Rigol刚刚以相当不错的示波器价格推出了一些功能强大的SA。）
平均DSO上的FFT功能可完成大部分工作，因此，除非您感兴趣的频率范围大于或等于500MHz（如果让我们知道） ，那么DSO是首选工具。

基本上，一个幅度与时间（范围）有关，而另一个幅度与频率（SA）有关

示波器示例：
假设您的数字信号间歇性地工作，则可以检查示波器并查找过冲/下冲，振铃，噪声，闪烁等。

（简单）SA示例：假设您有一个信号，并且想要检查它的谐波分量，则可以在SA屏幕上查看并检查谐波（例如，纯正弦波应该只是屏幕上的一个尖峰，是频率，方波将是减少的一系列奇次谐波）

频谱分析仪上的方波：

示波器上的相同信号如下所示：

具有FFT功能的示波器使用内置的对存储波形的数学分析来计算信号的频率内容和幅度。它在屏幕上显示为频率与幅度的关系图-就像频谱分析仪一样。

真正的模拟类型频谱分析仪实际上可以测量信号在每个频率（步长）处的幅度，除了在屏幕上准确显示测量值所需的数学运算之外，不需要对所测量的幅度进行任何数学运算。

的确，许多示波器都提供了FFT功能-但除非您使用的是昂贵的新型示波器，否则所得的显示结果更像是一个指南，而不是等同于真实的频谱分析仪。

话虽如此-新一代组合数字仪器确实提供了与单任务仪器相同的频谱分析结果和示波器测量结果。它们并不便宜，但是很有用，因为频率/模拟内容可以与数字示波器波形同步，以识别那些引起RF相关问题或EMC的信号。

示波器通常是现在的数字示波器或DSO示波器，根据规格，性能和带宽的不同，价格从50美元到5000美元不等。它们可以在USB，IEEE488，PCI和许多其他端口上进行接口。这些提供了重复和1发波形和数学功能的存储。

频谱分析仪测量频谱密度，数字SA使用FFT计算频谱，而RF SA使用双或三转换扫频扫描（如电视调谐器），但具有非常精确的前置放大器，滤波器和对数转换器，因为测量更方便显示宽动态范围，例如为100 dB。它们用于大型涡轮机，收音机，微波，光谱等中的地震，音频，机械轴承分析仪。它们对于进行波特图，滤波器图，RF辐射测试，无线电测试，天线设计，雷达，蜂窝设计和测试验证很有用。

除了在所有行业领域中的无线电工程师外，工程师还需要分析特定设备中的频谱，无论是机械的，光学的还是电气的频谱，频谱分析仪实际上有成千上万种不同的应用。我认识一位家庭亲戚，他们用它来分析日本的千兆瓦GE涡轮机的轴承谐波，这是产品质量和老化因素的有力指标。

网络分析仪比SA更加精确，并且具有带双输入的内置跟踪发生器，因此可以测量传递函数。它们具有很宽的频率范围，可用于测量SMPS的相位裕度，以进行稳定性测试或PLL测试或插入损耗，回波损耗，SMith图表等，并且在0.1至50 GHz或0.1GHz范围内的精度可达0.1dB。感兴趣的子范围（例如0〜1MHz），每个可能花费10万美元。惠普和Anritsu是美国两个最大的供应商。

但是对于纯音频，有免费的软件工具可以使用MIC，Line IN或内部音频显示音频信号和频谱分析。

例如，Audacity是一个程序。我仍然有旧的Cool Edit Pro 2版本。 波形由AC-DC（Hell's Bells）提供

不同之处在于，频谱分析仪具有混频器前端，可以移动它监听的频率范围，而示波器则固定在其下端。

这意味着可以看到更高频率的信号，同时可以滤除所查看区域之外的信号，因此可以调整ADC预分频器以获得更好的分辨率。

另一方面，混频器根本不喜欢直流电，因此在常规EE工作中，您也将无法使用频谱分析仪来代替示波器。

当今的频谱分析仪（SA）很少进行完全扫频。大多数都将FFT和缝合通道组合在一起以形成频率跨度。

除了诸如矢量信号分析之类的现代SA测量之外，它不缝合通道，而是根据IF采样率测量整个通道。对于最高端的SA –是德科技UXA，分析带宽通常约为[IF采样率/1.25 ]高达1 GHz 。

范围与频谱不尽相同

1. 示波器从基带数字化到所需的频率范围。SA下探RF信号并在IF处数字化
2. 能够在IF上数字化使SA具有更好的垂直分辨率。示波器垂直分辨率通常为8位，而SA最高为14位。（数字化设计师设计了垂直分辨率下的采样率）
3. 范围对于时域分析很有用。频谱更适合于频域分析。具有更好垂直分辨率的SA在信噪比方面将具有更好的性能，使人们能够以非常低的功率电平看到信号。具有较高采样率的示波器将允许某些测量方法的更好的时间分辨率，例如上升时间。
4. 一个示波器可以是多个端口，而SA是一个端口。因此，示波器能够执行多通道时域比较，例如相位，脉冲上升时间等。

上图：示波器测量多通道脉冲

上面提到了一些正确的区别，我将尝试系统化：

1）带宽（示波器的带宽通常较宽，但是工作频带不能移动）。即，例如，示波器模式是：0-1kHz，0-10kHz，0-50kHz，0-250kHz，0-500kHz，0-2MHz，0-20MHz，0-100MHz信号，具有500 MSamp / sec的最大采样率。当人们查看FFT时，他只能看到这些0-100 MHz频段。频谱分析仪可能具有较窄的带宽，但可以在整个频率范围内滚动：例如，带宽为40 MHz，采样频率为200 MSamp / sec，工作频率为0-6.3 GHz。即频谱分析仪模式将是：0-40MHz，10-50MHz，20-60MHz，30-70MHz .... 6260..6300MHz。可以看到，SA具有一个可调频带滤波器，而不是示波器中的抗混叠LPF。

2）动态范围。频谱分析仪的ADC具有更好的分辨率。

3）频谱分析仪具有低噪声放大器，示波器没有。低噪声放大器是一种特殊的射频放大器，它在很大的频率范围内工作，给信号添加了非常低的噪声。

4）示波器和频谱分析仪具有不同的触发设置方式。示波器以时域中的信号形状为导向，SA以捕获频域中的某些形状为导向。

5）示波器无法解调信号，频谱分析仪通常可以解调信号（因为它实际上是SDR接收器）。

总结：示波器是一种超宽带毫伏表。频谱分析仪是一种相当窄的接收机，其主要目标是将无线电波转换为具有尽可能低的损耗和噪声的基带信号（I和Q分量）。

频谱分析仪的另一个应用程序是您要寻找干扰源的地方。最新一代的手持设备也使此操作变得容易得多。例如，除了频谱图和标准频谱分析仪测量外，这些仪器还可以进行特定于干扰的测量，例如载波/噪声（C / N）和载波/干扰（C / I）。跟踪数学（差异模式）可以帮助您查找，监视和表征干扰信号。另一个功能是能够在指定时间内记录频谱。这样，您就可以发现随时间变化的间歇性故障和频率变化。很棒的功能。就个人而言，我会同时选择：Scope + SA。从长远来看，这只会使您的工作凳更加有用。