【射频测试仪器】频谱仪&网络分析仪区别
作者:是德科技 Keysight Technologies
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来源:知乎
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频谱分析仪(Spectrum Analyzer):测信号
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它是个被动的“侦察兵”,只接收,不主动发起对话(或者只发简单信号)。
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测的东西: 信号频率、功率、带宽、有没有干扰、杂散大不大。
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核心指标: dBm(功率)、Hz(频率)、EVM(部分高端频谱仪也能粗略看调制)。
频谱仪主要测量仪器的整个频率范围内输入信号幅度随频率进行变化的情况。
其最主要的用途是测量已知和未知信号的频谱功率。

参加下图: 典型频谱分析仪的结构框图

- 矢量信号分析仪:测量在仪器的中频带宽内输入信号在单一频率上的幅度和相位。其最主要的用途是对已知信号进行通道内测量,例如误差矢量幅度、码域功率和频谱平坦度。
- 信号分析仪:同时执行频谱分析仪和矢量信号分析仪的功能。“信号分析仪”通常是指具有以下特征的仪器:采用频谱分析仪架构和全数字中频(IF)区段, 以复杂矢量方式处理信号,实现数字调制分析与时间捕获等多域操作。
网络分析仪(Network Analyzer):测试器件
可用于表征射频(RF)器件。
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它不管通信协议,只管射频物理层的最底层。它发一个正弦波进去,看反射和穿透。
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测的东西: 天线、滤波器、电缆、放大器。
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核心指标: S参数、驻波比、阻抗。
射频电路需要独特的测试方法。在高频内很难直接测量电压和电流,因此在测量高频器件时,必须通过它们对射频信号的响应情况来对其进行表征。
网络分析仪可将已知信号发送到器件、然后对输入信号和输出信号进行定比测量,以此来实现对器件的表征。
尽管最初只是测量 S 参数,但为了优于被测器件,现在的网络分析仪已经高度集成,并且非常先进;目前大多数网络分析仪都是矢量网络分析仪——可以同时测量幅度和相位。

矢量网络分析仪是用途极广的一类仪器,它们可以表征 S 参数、匹配复数阻抗、以及进行时域测量等。
这个测量示例的高级框图显示,有一个正向发送的信号通过被测器件的输入端到达了输出端。从器件的输入端到输出端的测量被称为正向测量。网络分析仪的接收端可以测量入射、反射和传输的信号,以便计算正向 S 参数。
无线通信综合测试仪(综测仪/EVM):扮演基站/手机
综测仪(全称通常是无线通信综合测试仪)和网络分析仪、频谱分析仪是完全不同的仪器
如果说频谱仪是“看信号的”,网络分析仪是“测零件的”,那么综测仪就是“扮演基站/手机”的。它是一台专门用来测试完整无线通信设备(如手机、WiFi路由器、蓝牙耳机、物联网模块)在真实工作状态下是否合格的设备。
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它包含通信协议,会模拟一个基站(比如模拟一个WiFi路由器),让你的被测设备(比如手机)连上来;或者模拟一个手机,去连你的被测设备(比如路由器)。
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测的东西: 手机、WiFi芯片模组、蓝牙耳机、物联网模块等成品。
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核心指标: 发射功率、接收灵敏度、误码率、能不能正常连上、协议栈对不对。
为什么有了前两者,还需要综测仪?
因为现在的通信信号(WiFi、蓝牙、5G)都是极其复杂的调制信号。
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网分发不了这种复杂的调制信号,它只会发单音“滴——”。
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频谱仪能看到这些复杂信号的“形状”(频谱包络),但它不懂协议,不知道信号里的 0 和 1 有没有传错,也不知道设备有没有“应答”对方。
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综测仪里面有完整的协议栈。它知道 2.4G WiFi 的信道是怎么划分的,蓝牙的跳频序列是什么。它能发出符合标准的信号,然后读取被测设备回复的数据。
现在仪器的发展趋势(融合)
虽然原理完全不同,但现在高端的仪器为了节省成本和空间,开始把多种功能做进一个机箱里。
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现在的很多“高端频谱仪/信号分析仪”:通过购买软件license,可以升级成基础的综测仪,比如安捷伦/是德科技的 X 系列、罗德与施瓦茨的 FSW,装上选件就能测 LTE/WiFi 的 EVM。
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现在的很多“矢量网络分析仪”:也集成了简易频谱仪的功能。
总结
| 仪器类型 | 核心角色 | 测什么 | 能测WiFi/蓝牙吗? |
|---|---|---|---|
| 网络分析仪 | 零件质检员 | 测天线、滤波器、电缆的物理电气特性 | 只能测承载信号的硬件(如2.4G天线),不能测信号内容。 |
| 频谱分析仪 | 信号侦察兵 | 测空间中的信号频率、功率、干扰 | 能看WiFi/蓝牙信号的存在与否和强弱,但看不懂具体数据。 |
| 综测仪 | 通信考官 | 测成品的发射/接收性能、协议一致性 | 专门干这个的。能模拟基站连上你的设备,看它发得对不对,听得清不清楚。 |

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