摘要頻譜分析儀是電磁干擾（ｅｍｉ）的測試、診斷和故障檢修中用途最廣的一種工具。本篇文章將重點突出頻譜分析儀在ｅｍｉ應用的廣闊範圍內作為診斷測試儀器的多用性。
對於乙個ｅｍｃ工程師來說，頻譜分析儀最重要的用途之一是測試商用和軍用電磁發射，其他用途包括對以下內容的評估：材料的遮蔽效能，儀器機箱的遮蔽效能，
較大的試驗室或測試室的遮蔽效能，電源線濾波器的衰減特性。
此外頻譜分析儀在從事場地勘測中也很有用。
概述頻譜分析儀對於乙個電磁相容（ｅｍｃ）工程師來說就象一位數位電路設計工程師手中的邏輯分析儀一樣重要。頻譜分析儀的寬頻率範圍、頻寬可選性和寬範圍掃瞄ｃｒｔ顯示使得它在幾乎每乙個ｅｍｃ測試應用中都可大顯身手。
輻射發射測量
頻譜分析儀是測試裝置輻射發射必不可少的工具，它與適當的介面相連就可用於軍用和／或商用ｅｍｉ自動測量。比如說，一台頻譜分析儀與一台計算機（如ｉｂｍｐｃ）相連，就可以在對應的頻率範圍內把發射資料製成圖和／或表。雖然ｅｍｉ測量接收機也可用於自動測試系統，但在故障的診斷和檢修階段頻譜分析儀則顯得更優越。
據我的經驗，大多數情況下被測裝置在第一次測試時都不能滿足人們的期望值，因此，診斷電磁干擾源並指出輻射發射區域就顯得很迫切。在ｅｍｉ輻射發射測試的故障檢修方面，有時可能想要設定足夠寬的頻率範圍以使得輻射發射要的頻譜範圍以外的頻譜也包括在內。用頻譜分析儀，ｅｍｃ工程師就可以觀察到比用一台典型的ｅｍｉ測試接收機可觀察到的更寬的頻譜範圍。
另一種常用技術是觀察特殊寬頻天線頻率範圍。包括所有校正因子在內的頻譜圖也同時被顯示在頻譜分析儀的ｃｒｔ上，顯示的幅值單位與分析儀上的單位相一致，通常是dbm。這樣，測試人員可在ｃｒｔ上監測發射電平，一旦超過限值，就會被立刻發現。
這在故障檢修中極其有用。這種特性使得人們在遮蔽被測產品的同時觀察頻譜儀的遮蔽並可立刻獲得反饋資訊。在快速進行濾波、遮蔽和接地操作時同樣可做以上嘗試。
頻譜分析儀的最大保持波形儲存以及雙重跟蹤特性也可用於觀察操作前後的ｅｍｉ電平的變化。
許多頻譜分析儀是可攜式的，可以方便地移入測試室內以對被測產品進行連續觀察。測試人員可以用電場或磁場探頭探測被測裝置洩漏區域。通常這些區域包括如，箱體接縫，ｃｒｔ前面板、介面線纜、鍵盤線纜、鍵盤、電源線和箱體開口部位等，探頭也可深入被測裝置的箱體內進行探測。
為了確切指出最大輻射區域，要求探頭靈敏度不要太高，通常，一段小線頭與一同軸線纜一起放入ｂｎｃ管式聯結器內就夠用了。此外，應注意在探頭探測過程中頻譜分析儀上所顯示的近場測試值可能會較大，但這不一定就是遠場輻射的主要原因。（例如將探頭放在振盪部件的上方，頻譜儀上將顯示大量的振盪頻率諧波。
）但如果電路經過遮蔽、濾波並且／或其導線很短，這將不成問題。對於乙個產品，我們所關注的包括以下幾個方面：導線是否較長，帶狀線纜是否未經遮蔽、是否存在接地迴路、**電路是否未經遮蔽、導線在輸出端是否未經濾波或導線是否靠近箱體接縫。
診斷出問題區域後，就可以進行修補措施：通常是綜合運用遮蔽、濾波、接地和搭接。
頻譜分析儀的另乙個重要的診斷用途是確定發射的特性。例如乙個訊號根據它被確定為寬頻或窄帶的不同而選用不同的限值。確定寬窄帶的方法有好幾種，其中有：
改變頻寬法
通過改變頻譜分析儀分辨頻寬，訊號的幅值可能也可能不發生變化。乙個真正的窄帶或連續波訊號的幅值將不發生變化。由持續時間為零、幅值無限大的脈衝產生的純寬頻發射，將產生量值為２０log（ｂｗ１／ｂｗ２）的變化。
然而在確定發射是寬頻還是窄帶的過程中，實際上是允許與理想情況的偏差存在的。測試人員在使用這種方法時不可避免地要運用較好的工程經驗進行判斷。
峰值／平均值比較法
同頻寬改變法相似，這種方法是以訊號幅值的變化為基礎的。窄帶訊號的幅值電平在採用峰值或平均值檢波時基本保持不變，而寬頻訊號在用平均值檢波時幅值將變小。
**濾波法
**濾波有助於觀察寬頻雜訊中是否有窄帶訊號。濾波使得寬頻減弱，而窄帶幅值電平保持不變。
變換掃瞄時間法
這種方法可用於在頻譜分析儀顯示器上觀測一組脈衝。頻譜儀每格間隔的寬度應設定得使譜線間的間距可以被觀察到。通過改變頻譜儀的掃瞄時間，譜線的間隔可能變也可能不變。
如果遮蔽上間隔寬度保持不變，則訊號是窄帶的。如果間隔寬度改變了，則訊號被認為是寬頻的。
調諧測試法
在使用適當的分辨頻寬的情況下，窄帶訊號實際上是相對於頻譜儀而言是窄的。因此，當改變或調諧頻率峰值標記時窄帶訊號的幅值將或左或右地明顯偏離窄帶訊號的峰值。當最大峰值的變化大於３dｂ／兩個脈衝帶寬頻變時，則訊號被認為是窄帶訊號，否則被認為是寬頻的。
傳導發射
頻譜分析儀對幾種傳導發射的測試能夠象輻射發射測試那樣設成自動的，並通過計算機對資料作圖、列表。同時頻譜分析儀在手動模式下也是一種有用的診斷工具。在ｃｒｔ顯示器上可以觀察到相對較寬的掃瞄頻段，同時相應的限值也可顯示在ｃｒｔ上，以便很快地與發射電平做比較。
頻譜限值包含了電流探頭或ｌｉｓｎ修正因子，同時頻譜儀的顯示單位也隨之作相應轉變。故障處理的結果可以在ｃｒｔ上很容易地觀察到。傳導發射訊號的特徵也可以用與輻射同樣的方法得到。
故障處理的方法通常是濾波，但在１ｍｈｚ以上時，問題通常是由輻射發射的耦合而引起的，因此，許多用於抑制輻射發射的故障檢修技術也被採用。
敏感度測試
頻譜分析儀在電磁敏感度測試過程中用於監視被測裝置上的傳導或輻射發射電平。包含敏感測試的標準有ｍ
和ｅｍｉ場地勘測
可攜式的頻譜分析儀與寬頻天線的組合在探測電磁干擾過程中特別有用。在１ｋｈｚ～１ｇｈｚ之間的輻射電磁干擾探測僅用一台頻譜儀和一根天線就可完成。不同地理位置環境干擾的勘測有助於確定最佳的ｅｍｉ開闊測試場地。
勘測的資訊也可用於確定安置ｅｍｉ敏感校驗或設計組的最佳位置。大多數情況下，來自建築物外最小的環境電磁干擾區域趨於建築物的**。對於多層建築物，地下室或較低樓層通常具有最小的環境電磁干擾。
有時，甚至在ｅｍｉ敏感裝置放置一段時間後會突然發生電磁干擾問題，頻譜分析儀則是標出問題緣由的重要診斷工具。天線用於決定發射源的方向並標出最大干擾的區域。ｒｆ電流間斷電源（ｕｐｓ）產生的干擾，通過頻譜分析儀與寬頻天線跟蹤追查某寬頻電磁干擾到一間裝有ｕｐｓ的房間，用ｒｆ電流探頭探出干擾源是蓄電池線纜。
注意用天線和電流探頭兩者接收的發射特性的相似。
ｅｍｉ勘測也可用於城市條例或國家法規中，例如在波特蘭市（portland)、奧勒岡州（oregon)都有要求對可移動頁控天線之類的廣播天線進行年檢的條例。有時候，這些測試必須在偏遠地區或山頂進行。
ｏｓｈａ有要求對可能產生高射頻能量的儀器進行安檢的條例。頻譜分析可以測試場強並將其轉換為指定的能量密度單位，比如毫瓦每平方厘公尺（mw/cm2）。
衰減測試
ｅｍｉ測試場的衰減測試可以由頻譜分析儀、適當的天線和射頻（ｒｆ）發射裝置來完成。按照ｆｃｃ和ｖｄｅ發射說明進行測試的裝置必須滿足ｆｃｃ／或ｖｄｅ中指定的相應場地衰減要求。
電源線濾波器的衰減特性也可由頻譜分析儀和跟蹤訊號發生器來完成。跟蹤訊號發生器產生一已知電平的掃瞄頻率訊號而通過頻譜儀來跟蹤觀察。將濾波器放在發生器輸出和頻譜儀輸入之間，就可以得到其衰減特性。
發生器輸出電平與頻譜儀接收到的電平之差等於該濾波器所提供的衰減。濾波器測試裝置的源和負載阻抗一般為５０ω，以便與濾波器生產廠家提供的典型衰減曲線相比較。應當注意，在實際使用過程當中，濾波器的衰減值可能與提供的典型曲線有很大出入，這是因為實際與濾波器相連的網路阻抗並不總是５０ω。
遮蔽效能測試
頻譜分析儀能用來測試材料、裝置遮蔽箱體、甚至較大遮蔽測試室的遮蔽效能。材料樣品可以通過橫電磁波（ｔｅｍ波）室、頻譜分析儀和跟蹤發生器測試，測試裝置與濾波器衰減測試很相似，只是用ｔｅｍ波室代替了濾波器。材料樣本放在ｔｅｍ室裡測試其頻率變化的衰減特性或遮蔽效能。
另一種用頻譜分析儀測試材料的方法是將材料樣本蒙在測試盒的開口上。這裡，跟蹤發生器與一小發射天線相連並放在測試盒的內部。接收天線放在測試盒的外面並與頻譜儀相連。
用材料樣本覆蓋的測量值之差就是遮蔽效能值。
乙個實際使用的裝置箱體遮蔽效能的測試方法與剛才描述的遮蔽盒的測試方法相似，小發射天線放在裝置箱體的外部而不是遮蔽盒的內部。發射天線經箱體遮蔽和未遮蔽的兩種情況下，用接收天線和頻譜分析儀測得的兩者之差即遮蔽效能值。
如果裝置箱體完全是金屬的或射頻密封的，它能夠很容易地得到１００dｂ以上的遮蔽效能。然而，通常情況下，遮蔽箱體是帶有開口的，如縫隙、未遮蔽的ｃｒｔ遮蔽、非金屬區域以及通風口。如果遮蔽效能值沒滿足要求，這裡就可以使用輻射發射測試中描述的故障診斷和檢測方法。
射頻洩漏區的資訊有利於裝置設計的改善。結構設計可以通過襯墊密封、附加遮蔽或乙個全新的結構設計來改善。對於勉強可接受的結構設計來說，應特別注意箱體內的電分布情況。
比如，數字電路板不應放在靠近易產生射頻洩漏的區域，應注意，遮蔽效能值不僅從發射的角度而且從敏感性的角度來考慮都是有用的。如果ｅｍｉ能從箱體出來，同樣它也能進入箱體。因此，電路
遠離射頻視窗有助於防止因外界ｅｍｉ源引起的電路敏感性問題。
在大遮蔽間或大遮蔽箱體的遮蔽效能測試中，頻譜分析儀是一種重要的測試和診斷工具和ｎｓａ６５－６是兩種常用的遮蔽效能標準。其測試目的類似於裝置箱體的遮蔽效能測試，只不過它是在乙個較大的規模上進行罷了。測試要求通常會用到磁場、電場、平面波和微波發射接收裝置。
被測的頻率範圍從幾十ｈｚ到幾十ｇｈｚ。可能會要求遮蔽效能值大於１００dｂ。探頭和天線與頻譜儀一起用於標定射頻洩漏區域，就象在乙個物理小規模上測試電子裝置所做的一樣。
在這裡會碰到許多同樣的問題，通常的ｒｆ洩漏區域為錯誤的導電封裝、襯墊、濾波器以及很可怕的「暗道」。所謂「暗道」指的是箱體外部的乙個射頻洩漏點在箱體內部的乙個不同點上引起了射頻洩漏。在短波頻率上定位「暗道」是一項極具挑戰性的工作。
總結頻譜分析儀隨著技術的發展而不斷改進，並在未來的幾年中仍是ｅｍｉ測試的基本工具。頻譜分析儀對於寬範圍的ｅｍｉ診斷、故障檢測和測試應用是極其有用的。
頻譜分析儀與網路分析儀的區別
頻譜分析儀主要有兩種結構 掃頻式的和fft，由於fft結構存在測量頻率的限制，一般只用於低頻，而掃頻式的廣泛應用與射頻和微波領域 掃頻相對於fft優點有 測量頻率範圍寬，danl低，測量動態範圍大等 fft相對於掃頻的優點有 實時測量 當然掃頻的頻譜儀有的也有fft功能，如psa，一般的頻譜分析儀，...
頻譜分析儀的使用方法
電磁干擾測量與診斷 當你的產品由於電磁干擾發射強度超過電磁相容標準規定而不能出廠時，或當由於電路模組之間的電磁干擾，系統不能正常工作時，我們就要解決電磁干擾的問題。要解決電磁干擾問題，首先要能夠 看 到電磁干擾，了解電磁干擾的幅度和發生源。本文要介紹有關電磁干擾測量和判斷干擾發生源的方法。測量儀器 ...
實驗三 用FFT對訊號作頻譜分析 實驗報告
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