頻譜測量

頻譜指組成信號的全部頻率分量的總集。在一般的頻譜測量中,往往把幅度譜稱為頻譜。從圖形來看,頻譜可分為兩種基本類型。①離散頻譜：又稱線狀頻譜，圖形呈線狀，各條譜線（代表某頻率分量幅度的線）之間有一定間隔。週期信號的頻譜都是離散頻譜，各條譜線之間的間隔相等，等於週期信號的基頻或整數倍。②連續頻譜：各條譜線之間的間隔為無窮小，譜線連成一片。非週期信號和各種無規則噪聲的頻譜都是連續頻譜，即在所觀測的頻率範圍內的全部頻率上都有信號譜線存在。實際的信號頻譜往往都是混合頻譜，被測量的連續信號或週期信號，除了它的基頻、各次諧波和寄生信號所呈現的離散頻譜外，往往不可避免地伴有隨機熱噪聲所呈現的連續頻譜作為基底。

頻譜測量的基礎是傅里葉變換。它可以將一個隨時間變化的信號變換成與該信號相關連的頻率的函數。因此任意一個時變信號可以分解成不同頻率、不同相位、不同幅值的正弦波。

頻譜測量有掃頻式和實時式兩種方法。①掃頻式：利用掃頻超外差接收的原理，通過多次變頻過程完成重複信號的頻譜測量。這種方法的特點是本振在寬頻段內掃頻而接收機是窄帶的，所以在任一瞬間信號中只有一個頻率分量被測量（接收機濾波器有一定帶寬,電路需要有一定的響應時間,所以每條譜線實際上佔有一定頻帶），其餘頻率分量被抑止。隨着本振的掃頻，按順序測量信號中的其餘頻率分量。這種方法只適用於連續信號和週期信號的頻譜測量，測不出信號的相位。②實時式：能在被測信號發生的實際時間內取得所需要的全部頻譜信息，並顯示測量結果。這種方法的特點是利用現代數字電路技術和計算機技術，對信號進行快速取樣和模數變換，然後與產生正弦、餘弦信號的正交本振在數字濾波器中作相關處理，經積分運算後存儲並顯示測量結果。這種方法特別適用於非重複性信號和持續時間很短的平穩隨機過程及瞬態過程的頻譜測量，也可用於週期信號的頻譜測量，並能測量信號的相位。但由於數字電路技術中取樣時間和數模變換速度的限制，現階段這種方法只能測量40兆赫以下的信號的頻譜。