从实时带宽、动态范围、灵敏度和功率测量准确度四个方面比较了示波器和频谱仪的分析性能指标的区别。
1、实时带宽
对于示波器来说，带宽通常是其测量频率范围。而频谱仪则有中频带宽、分辨带宽等带宽定义。这里，我们以能对信号进行实时分析的实时带宽作为讨论对象。
对于频谱仪来说，末级模拟中频的带宽通常可以作为其信号分析的实时带宽，大多数的频谱分析的实时带宽只有几兆赫兹，通常较宽的实时带宽通常为几十兆赫兹，当然目前带宽最宽的FSW频谱仪可以达到500兆赫兹。而示波器的实时带宽为其实时取样的有效模拟带宽，一般为数百兆赫兹，高的可达数千兆赫兹。
这里需要指出的是，大多数的示波器在垂直刻度设置不同时，其实时带宽可能并不一致，在垂直刻度设置到较为灵敏时，其实时带宽通常会下降。
从实时带宽来说，示波器普遍优于频谱仪，这对于某些超宽带信号分析尤其有好处，特别是在调制分析上有着无可比拟的优势。
2、动态范围
动态范围指标因其定义不同而有所不同，很多情况下，动态范围被描述为仪器测量最大信号和最小信号的电平差值。当改变测量设置时，仪器测量大信号和小信号的能力是不一样的，例如频谱分析仪在衰减设置不一样的情况下，其测量大信号所带来的失真是不一样的。在这里，我们讨论仪器能够同时测量大小信号的能力，即在不改变任何测量设置的情况下，示波器和频谱仪在合适设置情况下的较佳动态范围。
对于频谱仪来说，在不考虑相位噪声等近端噪声和杂散情况下，平均噪声电平、二阶失真、三阶失真是制约动态范围的主要因素，以主流频谱仪的技术指标计算，其理想动态范围约为90dB（受二阶失真限制）。
大多数的示波器由于受其AD有效取样位数和噪声底的限制，传统示波器的理想动态范围通常不超过50dB。（对于R&SRTO示波器，在100KHzRBW时，其动态范围可高达86dB）
从动态范围来看，频谱仪要优于示波器。但这里要指出的是，这对于常在信号的频谱分析来说确实如此，然而示波器的频谱是同一帧数据，频谱仪的频谱大多数情况下都不是同一帧数据，因而对于瞬变信号来说，频谱仪可能无法测量到。而示波器发现瞬变信号（信号满足动态范围的情况下）的概率要大得多。
3、灵敏度
这里讨论的灵敏度，是指示波器和频谱仪所能测试到最小信号的水平。这个指标与仪器设置紧密相关。
对于示波器而言，示波器在Y轴设置至较为灵敏档时，通常为1mV/div时示波器所能测试到最小信号，抛开端口不匹配等因素来看，示波器的信号通道产生的噪声以及轨迹不稳定带来的噪声是制约示波器灵敏度的重要因素。
从图一中我们可以看出，因为采样点数的增加，频谱噪声底可以下降到比较理想的程度。然而，当在时域已经无法清晰准确的再现信号时，在频域就产生了非常多的杂波，这就限制了我们观测小信号的能力。
大多数示波器能够稳定测量0.2mV的信号，对应到频域，这相当于-60dBm的水平。事实上，示波器能否准确的测量小信号，不仅与垂直系统的灵敏度有关，还与X轴的抖动、触发灵敏度等性能有关。
笔者为了对比文中所分析的技术指标，特地到R&S公司成都的开放实验室（感谢成都分部提供的帮助）进行了指标对比，让人惊讶的是，RTO示波器在灵敏度指标上非常优秀。
从看出，RTO能够准确测量-60dBm的信号，其噪声底在-80dBm左右。而最让人感到高兴的是，在整个频段（DC-4GHz），没有发现能够影响灵敏度的大的杂波，从而大幅提高了测量灵敏度。
在没有杂波的情况下，通过增加取样点数可以得到更低的噪声。例如图3所示，将Span和RBW设置得更小的情况下，RTO示波器的底噪声可以降低至-100dBm以下。
从这点来说，RTO绝对能够让测量人员改变“示波器是频域分析鸡肋”的感受。
对于频谱仪来说，同样抛开端口不匹配等因素来讨论，频谱仪的在增益最大、衰减器设置最小情况下，平均噪声电平可以看作频谱仪测量小信号的极限。在不涉及前置放大器的情况下，大多数性能良好的频谱仪可以达到-150dBm。
4、功率测量准确度
对于频域分析来说，功率测量准确度是非常重要的技术指标。无论是示波器还是频谱仪，对功率测量准确度的影响量都是非常多的，下面分别列出其主要的影响量：
对于示波器来说，功率测量准确度的影响量有：端口不匹配引起的反射、垂直系统误差、频率响应、AD量化误差、校准信号误差等。
对于频谱仪来说，功率测量准确度的影响量有：端口不匹配引起的反射、参考电平误差、衰减器误差、带宽转换误差、频率响应、校准信号误差等。
此处我们不对影响量进行逐一分析比较，我们通过对1GHz频率信号的进行功率测量来对比，通过RTO示波器和FSW频谱仪的测量对比可以看出，在1GHz处，示波器与频谱仪的功率测量值仅相差0.2dB左右，这是非常好的测量准确度指标。因为频谱仪在1GHz处的测量准确度是非常好的。
另外，在频率范围内，示波器的频率响应指标也是很好的，4GHz范围内不超过0.5dB，从这点来说，示波器甚至优于频谱仪的性能。
总的来说，示波器与频谱仪在频域分析性能上各有所长，频谱仪在灵敏度等技术指标上更胜一筹，示波器在实时带宽上较频谱仪更为出色。在测量不同类型的信号时，可根据测试需求和仪器的不同技术特点进行选择。
频谱分析仪是电子工程师工作台上或高校实验室内的常用工具。在这片文章中，我们整理出6条关于频谱仪使用的常见问题, 希望它能为你答疑解惑。
Q1：怎样设置才能获得频谱仪较佳的灵敏度，以方便观测小信号
A:首先根据被测小信号的大小设置相应的中心频率、扫宽(SPAN)以及参考电平；然后在频谱分析仪没有出现过载提示的情况下逐步降低衰减值；如果此时被测小信号的信噪比小于15dB，就逐步减小RBW，RBW越小，的底噪越低，灵敏度就越高。
如果频谱分析仪有预放，打开预放。预放开，可以提高频谱分析仪的噪声系数，从而提高了灵敏度。对于信噪比不高的小信号，可以减少VBW或者采用轨迹平均，平滑噪声，减小波动。
需要注意的是，频谱分析仪测量结果是外部输入信号和频谱分析仪内部噪声之和，要使测量结果准确，通常要求信噪比大于20dB。
Q2：分辨率带宽(RBW)越小越好吗?
A：RBW越小，频谱分析仪灵敏度就越好，但是，扫描速度会变慢。可以根据实际测试需求设RBW，在灵敏度和速度之间找到平衡点–既保证准确测量信号又可以得到快速的测量速度。
Q3：平均检波方式(averagetype)如何选择：Power?Logpower?Voltage?
Logpower对数功率平均：又称VideoAveraging，这种平均方式具有最低的底噪，适合于低电平连续波信号测试。但对”类噪声“信号会有一定的误差，比如宽带调制信号W-CDMA等。
功率平均：又称RMS平均，这种平均方式适合于“类噪声“信号(如：CDMA)总功率测量。
电压平均：这种平均方式适合于观测调幅信号或者脉冲调制信号的上升和下降时间测量。
Q4：扫描模式的选择：sweep还是FFT？
A：现代频谱仪的扫描模式通常都具有Sweep模式和FFT模式。通常在比较窄的RBW设置时，FFT比sweep更具有速度优势，但在较宽RBW的条件下，sweep模式更快。
当扫宽小于FFT的分析带宽时，FFT模式可以测量瞬态信号；在扫宽超出频谱分析仪的FFT分析带宽时，如果采用FFT扫描模式，工作方式是对信号进行分段处理，段与段之间在时间上存在不连续性，则可能在信号采样间隙时，丢失有用信号，频谱分析就会存在失真。这种类型信号包括：脉冲信号，TDMA信号，FSK调制信号等。
Q5：检波器的选择对测量结果的影响?
Peak检波方式：选取每个bucket中的最大值作为测量值。这种检波方式适合连续波信号及信号搜索测试。
Sample检波方式：这种检波方式通常适用于噪声和“类噪声”信号的测试。
NegPeak检波方式：适合于小信号测试，例如，EMC测试。
Normal检波方式：适合于同时观察信号和噪声。
Q6：跟踪源(TG)的作用是什么？
A：跟踪源是频谱分析仪上的常见选件之一。当跟踪源输出经被测件的输入端口，而此器件的输出则接到频谱分析仪的输入端口时，频谱仪以及跟踪源形成了一个完整的自适应扫频测量系统。跟踪源输出的信号的频率能精确地跟踪频谱分析仪的调谐频率。频谱分析仪配搭跟踪源选件,可以用作简易的标量网络分析,观测被测件的激励响应特性曲线，例如：器件的频率响应、插入损耗等。
频谱分析仪在频域内分析信号的图示测试仪。以图形方式显示信号幅度按频率的分布，即X轴表示频率，Y轴表示信号幅度。
原理：用窄带带通滤波器对信号进行选通。
主要功能：显示被测信号的频谱、幅度、频率。可以全景显示，也可以选定带宽测试。
测量机制：
1、把被测信号与仪器内的基准频率、基准电平进行对比。因为许多测量的本质都是电平测试，如载波电平、A/V、频响、C/N、CSO、CTB、HM、CM以及s数字频道平均功率等。
2、波形分析：通过107选件和相应的分析软件，对电视的行波形进行分析，从而测试视频指标。如DG、DP、CLDI、调制深度、频偏等。
操作：
（一）硬键、软键和旋钮：这是仪器的基本操作手段。
1、三个大硬键和一个大旋钮：大旋钮的功能由三个大硬键设定。按一下频率硬键，则旋钮可以微调仪器显示的中心频率；按一下扫描宽度硬键，则旋钮可以调节仪器扫描的频率宽度；按一下幅度硬键，则旋钮可以调节信号幅度。旋动旋钮时，中心频率、扫描宽度（起始、终止频率）、和幅度的dB数同时显示在屏幕上。
2、软键：在屏幕右边，有一排纵向排列的没有标志的按键，它的功能随项目而变，在屏幕的右侧对应于按键处显示什么，它就是什么按键。
3、其它硬键：仪器状态(INSTRUMNTSTATE)控制区有十个硬键：RESET清零、CANFIG配置、CAL校准、AUXCTRL辅助控制、COPY打印、MODE模式、SAVE存储、RECALL调用、MEAS/USER测量/用户自定义、SGLSWP信号扫描。
光标（MARKER）区有四个硬键：MKR光标、MKR光标移动、RKRFCTN光标功能、PEAKSEARCH峰值搜索。
控制（CONTRL）区有六个硬键：SWEEP扫描、BW带宽、TRIG触发、AUTOCOVPLE自动耦合、TRACE跟踪、DISPLAY显示。在数字键区有一个BKSP回退，数字键区的右边是一纵排四个ENTER确认键，同时也是单位键。
大旋钮上面的三个硬键是窗口键：ON打开、NEXT下一屏、ZOOM缩放。大旋钮下面的两个带箭头的键STEP配合大旋钮使用作上调、下调。
（二）输入和输出接口：位于一起面板下边一排。TVIN测视频指标的信号输入口；VOLINTEN是内外一套旋钮控制、调节内置喇叭的音量和屏幕亮度；CALOUT仪器自检信号输出；300Mhz29dBmv仪器标准信号输出口；PROBEPWR仪器探针电源；IN75Ω1M—1.8G测试信号总输入口。
（三）测试准备：
1、限制性保护：规定最高输入射频电平和造成损坏的最高电压值：直流25V，交流峰峰值100V。
2、预热：测试须等到OVERCOLD消失。
3、自校：使用三个月，或重要测量前，要进行自校。
4、系统测量配置：配置是测量之前把测量的一些参数输入进去，省去每次测量都进行一次参数输入。
内容：测试项目、信号输入方式（频率还是频道）、显示单位、制式、噪声测量带宽和取样点、测CTB、CSO的频率点、测试行选通等。
配置步骤：按MODE键——CABLETVANALYZER软键——Setup软键，进入设置状态。细节为tuneconfig调谐配置：包括频率、频道、制式、电平单位。
Analyzerinput输入配置：是否加前置放大器。Beatssetup拍频设置、测CTB、CSO的频点（频率偏移CTBFRQoffset、CSOFRQoffset）。GATINGYESNO是否选通测试行。C/Nsetup载噪比设置：频点（频率偏移C/NFRQoffset）、带宽。
（四）读取结果的方法：
1、电平的读取：主要使用参考电平REF。仪器屏幕图形上最上边的一行水平线是参考电平线。该线表示的电平为参考电平，其数值和单位显示在屏幕左上角。参考电平的值可以改变：按AMPLITUDE硬键，旋转大旋钮就可以改变，数字随时显示出来。图形每格的分贝数dB/DIV显示在屏幕左上角。
2、频率的读取：图形里的中心频率、起始频率、终止频率三条竖线，各自代表的频率数显示在屏幕的下方。中心频率由Frequency硬键旋大旋钮调整；起始和终止频率由Span硬键旋大旋钮调整（实际是改变扫描宽度）。
3、光标的使用：按MKR键，屏幕曲线上将出现闪动的光标。光标所在位置的电平和频率显示在屏幕左上角。光标可任意移动，移动到什么位置，就显示什么地方的频率和电平。
4、打印、存储
5、视频测试
六、常用测试——频谱测试和频道测试（CableTV分析）：按MODE硬键，屏幕上显示两个软键：频谱测试和CableTV分析，按对应的软键就进入各自的测试项目。
1、频谱测试：用三大硬键加上大旋钮即可实现一般分析。
2、频道测试：按CableTVANALIZER盘软键、再按屏道测试软键，显示出测试菜单（共四页），按频道选择CHINALSELECT软键，用数字键盘输入欲测频道的标识频率（模拟电视频道为图象载波频率，数字频道为频道中心频率）后，就可以对该频道进行测试了。
菜单内容如下：
LISTENON/OFF声音开/关EMDEV调频调制深度VIEWINGRESS图象串扰CARRIERLVL&FRQ载波电平/频率CARRIER/NOISE载噪比HUM交流声调制CROSSMOD交扰调制CSO/CTBDEPTHMOD调制深度SYSTEMFRQRSP系统频率响应INCHNLFRQRSP频道内频率响应DIEGAINDIFPHAZ微分增益、微分相位CLDI色亮延时差DIGITALCHPOEWER数字频道功率FMRADIO调频广播。
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