什么是实时频谱分析仪？

所谓实时频谱分析仪就是指能实时显示信号在某一时刻的频率成分及相应幅度的分析仪，它能够帮助电子工程师完成频谱观测、功率测量以及复杂信号解调分析等工作。

什么是实时分析

“实时分析”的定义并没有统一的说法，但在无线测量领域，可以定义一个通用方法来进行实时分析。在具有数字中频（IF）部分的频谱或信号分析仪中，实时操作是一种状态，分析仪在该状态下能够对全部信号样本进行处理，得到某种测量结果或进行某项触发操作。在大多数情况下，测量结果与传统频谱测量结果是一样的，都是标量值 — 功率或幅度。

实时处理的定义在几种类型的测量和至少两个不同的分析仪平台中是一致的。本应用指南将对此进行讨论。某些类型的实时处理可连续执行，没有时间限制（实时频谱分析仪），而其他类型的实时处理可无间隙进行，但会受到时间长度或存储器深度的限制 （矢量信号分析仪）。

非实时操作：时间记录之间存在间隙

实时操作：时间记录之间无间隙

当计算速度非常快而能够对采样数据进行无间隙分析时，仪器支持实时操作。在此情况下， 每个 CALC 都包括 FFT 或功率谱计算，以及平均值计算和显示界面更新等。

频谱仪的分类

传统上一般将频谱仪分为三类：扫频式频谱仪，矢量信号分析仪和实时频谱分析仪。

实时频谱分析仪普遍采用快速傅里叶变换（FFT）来实现频谱测量。FFT技术并不是实时频谱分析仪的专利，其在传统的扫频式频谱仪上亦有所应用。

但是实时频谱分析仪所采用的FFT技术与之相比有着许多不同之处，同时其测量方式和显示结果也有所不同：

高速测量：频谱仪分析仪的信号处理过程主要包括两步，即数据采样和信号处理。实时频谱分析仪为了保证信号不丢失，其信号处理速度需要高于采样速度。

恒定的处理速度：为了保证信号处理的连续性和实时性，实时频谱分析仪的处理速度必须保持恒定。传统频谱仪的FFT计算在CPU中进行，容易受到计算机中其它程序和任务的干扰。实时频谱分析仪普遍采用专用FPGA进行FFT计算，这样的硬件实现既可以保证高速性，又可以保证速度稳定性。

频率模板触发（Frequency Mask Trigger）：FMT是实时频谱分析仪的主要特性之一，它能够根据特定频谱分量大小作为触发条件，从而帮助工程师观察特定时刻的信号形态。传统的扫频式频谱仪和矢量信号分析仪一般只具备功率或者电平触发，不能根据特定频谱的出现情况触发测量，因此对转瞬即逝的偶发信号无能为力。因此传统扫频频谱仪和实时频谱分析仪各自有着自己的应用场景。

丰富的显示功能：传统频谱仪的显示专注在频率和幅度的二维显示，只能观察到测量时刻的频谱曲线。而实时频谱分析仪普遍具备时间，频率，幅度的三维显示，甚至支持数字余辉和频谱密度显示，从而帮助测试者观察到信号的前后变化及长时间统计结果。

实时频谱分析仪和传统扫频式频谱分析仪不同

和传统扫频式频谱分析仪不同，实时频谱分析仪不进行本振扫描，而是利用宽带ADC对一定带宽内的信号进行采样，并且借助FPGA的实时FFT功能进行频谱计算，从而能够无丢失地将所有ADC采样数据不断进行频谱生成，从而不漏掉任何信号变化的瞬间。基于海量连续的FFT结果，实时频谱分析仪可以进行实时的频率模板触发以及时、频和幅度域的三维显示，从而准确描绘信号变化过程。

实时频谱分析工作方式
•固定本振-->ADC采样（实时分析带宽）-->硬件实时FFT计算
实时频谱分析特点
•所有时域数据全部用于频谱处理，无信号丢失
•频域、时域以及统计域分析显示
•频谱模板触发
实时频谱分析适用范围
•瞬态信号观察

实时频谱分析仪利用宽带ADC对一定带宽内的信号进行采样

实时频谱分析仪即是一种信号分析方法，所有的信号样本经过处理后得到某些测量结果或进行触发操作。实时采集之间不会留下间隙，而非实时操作则会留下间隙。

为了更好地理解实时频谱分析仪 RTSA功能，我们务必看一看传统的频谱分析仪接收机的体系结构及其优缺点。