你知道示波器和頻譜分析儀的分析性能指標嗎？ 分不清示波器和頻譜分析儀區別的人經常開玩笑。 為了避免尷尬，本文簡單總結了以下四點——使用實時帶寬、動態范圍、靈敏度和功率測量精度，比較示波器和頻譜分析儀的分析性能指標，以區分兩者。

動態范圍

  動態范圍指數因其定義不同而不同。 在許多情況下，動態范圍被描述為儀器測量的大信號和小信號之間的電平差。 當測量設置改變時，儀器測量大信號和小信號的能力是不同的。 例如，當頻譜分析儀具有不同的衰減設置時，測量大信號引起的失真是不同的。 在這里，我們討論儀器同時測量大小信號的能力，即在不改變任何測量設置的情況下，在適當的設置下示波器和頻譜分析儀的佳動態范圍。

  對于頻譜分析儀，平均噪聲電平、二階失真和三階失真是限制動態范圍的最重要因素，而沒有考慮近端噪聲和相位噪聲等雜散。 計算基于主流頻譜分析儀的技術指標。  ，其理想的動態范圍約為90dB（受二階失真限制）。 大多數示波器都受到 AD 有效采樣位和本底噪聲的限制。 傳統示波器的理想動態范圍通常不超過50dB。

  從動態范圍的角度來看，頻譜分析儀優于示波器。 但我想在這里指出的是，這對于常見信號的頻譜分析是正確的。 但是示波器的頻譜是同一幀數據，頻譜分析儀的頻譜在大多數情況下不是同一幀數據，所以對于瞬態信號，頻譜分析儀可能無法測量。 示波器發現瞬態信號（當信號滿足動態范圍時），概率要大得多。

  實時帶寬

  對于示波器，帶寬通常是其測量頻率范圍。 頻譜分析儀具有帶寬定義，例如中頻帶寬和分辨率帶寬。 在這里，我們以能夠對信號進行實時分析的實時帶寬作為討論的對象。

  對于頻譜分析儀，最終模擬中頻的帶寬通常可以作為其信號分析的實時帶寬。 大多數頻譜分析的實時帶寬只有幾MHz，更寬的實時帶寬通常為幾十MHz。 當然，目前帶寬最寬的FSW頻譜分析儀可以達到500 MHz。 示波器的實時帶寬是實時采樣的有效模擬帶寬，一般為幾百MHz，高可達幾千MHz。

  這里需要指出的是，當大多數示波器具有不同的垂直標度設置時，它們的實時帶寬可能會不一致。 當垂直刻度設置為最靈敏時，其實時帶寬通常會降低。 在實時帶寬方面，示波器普遍優于頻譜分析儀，尤其有利于一些超寬帶信號分析，尤其是調制分析，具有無可比擬的優勢。

靈敏度

這里討論的靈敏度，是指示波器和頻譜儀所能測試到小信號的水平。這個指標與儀器設置緊密相關。對于示波器而言，示波器在Y軸設置至最靈敏檔時，通常為1mV/div時示波器所能測試到小信號，拋開端口不匹配等因素來看，示波器的信號通道產生的噪聲以及軌跡不穩定帶來的噪聲是制約示波器靈敏度的最重要因素。

從圖一中我們可以看出，因為采樣點數的增加，頻譜噪聲底可以下降到比較理想的程度。然而，當在時域已經無法清晰準確的再現信號時，在頻域就產生了非常多的雜波，這就限制了我們觀測小信號的能力。

功率測量準確度

對于頻域分析來說，功率測量準確度是非常重要的技術指標。無論是示波器還是頻譜儀，對功率測量準確度的影響量都是非常多的，下面分別列出其主要的影響量：

對于示波器來說，功率測量準確度的影響量有：端口不匹配引起的反射、垂直系統誤差、頻率響應、AD量化誤差、校準信號誤差等。對于頻譜儀來說，功率測量準確度的影響量有：端口不匹配引起的反射、參考電平誤差、衰減器誤差、帶寬轉換誤差、頻率響應、校準信號誤差等。

此處我們不對影響量進行逐一分析比較，我們通過對1GHz頻率信號的進行功率測量來對比，通過RTO示波器和FSW頻譜儀的測量對比可以看出，在1GHz處，示波器與頻譜儀的功率測量值僅相差0.2dB左右，這是非常好的測量準確度指標。因為頻譜儀在1GHz處的測量準確度是非常好的。

另外，在頻率范圍內，示波器的頻率響應指標也是很好的，4GHz范圍內不超過0.5dB，從這點來說，示波器甚至優于頻譜儀的性能。

大多數示波器與圖一所示一樣，能夠穩定測量0.2mV的信號，對應到頻域，這相當于-60dBm的水平。事實上，示波器能否準確的測量小信號，不僅與垂直系統的靈敏度有關，還與X軸的抖動、觸發靈敏度等性能有關。為了對比文中所分析的技術指標，特地到R&S公司成都的開放實驗室(感謝成都分部提供的幫助)進行了指標對比，讓人驚訝的是，RTO示波器在靈敏度指標上非常出色。

從這點來說，RTO能夠讓測量人員改變“示波器是頻域分析雞肋”的感受。

對于頻譜儀來說，同樣拋開端口不匹配等因素來討論，頻譜儀的在增益大、衰減器設置小情況下，平均噪聲電平可以看作頻譜儀測量小信號的極限。在不涉及前置放大器的情況下，大多數性能良好的頻譜儀可以達到-150dBm。

總的來說，示波器與頻譜儀在頻域分析性能上各有所長，頻譜儀在靈敏度等技術指標上更勝一籌，示波器在實時帶寬上較頻譜儀更為出色。在測量不同類型的信號時，可根據測試需求和儀器的不同技術特點進行選擇。以上就是示波器和頻譜儀的分析性能指標解析，希望能給大家幫助。