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【實作實驗室】頻譜分析儀內部構造

   
作者:實作派 Lab

頻譜分析儀 Spectrum Analyzer 用來觀察訊號是由哪些頻率組成,所以螢幕上的橫軸是頻率。下圖是一個弦波實際呈現在頻譜上看到的樣子,中間凸起來的訊號就是 1.369G Hz 弦波的頻率;相較於示波器,頻譜用在頻域(Frequency domain),而示波器則用在時域(Time domain),我們就來認識它的構造。

Spectrum 顯示的單一頻率正弦波頻譜軌跡(圖片來源:實作派提供)

訊號的頻率成分

所有的週期訊號都能夠拆解成不同頻率的正弦波,這件事情在數學上已經得到證明,相關的數學可以參考傅立葉轉換(Fourier Transform)或是傅立葉級數(Fourier Series)

下圖左方有個波型看起來像弦波,但卻又不那麼純粹,若只利用示波器 Scope 觀察,很難知道這個波型是否還有其他頻率存在,頻譜 Spectrum 的任務就是把所有的頻率展開排排站,讓使用者能一目瞭然。以下圖來說,用 spectrum 觀察就能看到如右方的頻譜圖,使用者能馬上知道這個訊號除了基頻的弦波之外,還有另一個振福稍微小一些的二倍頻弦波。

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