本文将主要介绍扫频频谱分析仪，矢量信号分析仪以及实时频谱分析仪的工作原理以及主要差异。
1.1扫频频谱分析仪
扫频式频谱分析仪是传统频域测量仪器，是传统结构的扫描调谐超外差频谱分析仪，扫频频谱分析仪的出现使得工程师在几十年前就能够进行频域测量。
扫频频谱分析仪通过把感兴趣的信号下变频，并将下变频后的信号扫描通过RBW滤波器来测量功率随频率变化。RBW滤波器后面为检波器，检波器计算所选择的扫频宽度内每个频率点的幅度。尽管这种方法可以提供很高的动态范围，但其缺点在于它一次只能计算一个频率点的幅度数据，导致频谱分析仪在扫频宽度很宽时扫描需要很长的时间，在某些情况下要达到几十秒。因此，这种方法基于这样一个假设，频谱分析仪多次扫描期间被测信号没有明显变化，即这种方法要求输入信号相对稳定或者不发生变化。扫频频谱分析仪最初由模拟器件构成，然后随着其应用不断的发展的而不断发展。当前的扫频频谱分析仪已经包含了各种数字单元，例如ADC、DSP和微处理器，但是，其扫描方法基本保持不变，本质上仍然是扫频式频谱分析仪。鉴于此原因扫频频谱分析仪最适合观测受控的静态信号。
假如信号迅速变化，那么扫频频谱分析仪可能会漏掉信号的变化部分。如图1.1所示，扫描查看频段Fa时，在Fb(左图)上发生了一个瞬时频谱事件。而当扫描到达频段Fb时，事件已经消失，扫频频谱分析仪没有检测到事件(右图)。
图1.1扫频式频谱分析仪测试原理
1.2矢量信号分析仪
传统的扫频分析只能进行标量测量，只提供与输入信号的频率和幅度有关的信息。数字调制信号的分析就是同时能够提供信号的频率信息、幅度信息和相位信息；与传统的扫频分析相比，增加了相位信息，这就使得矢量信号分析是为进行数字调制分析专门设计的工具。图1.2是简化的典型矢量信号分析仪的结构图。
图1.2.1典型的矢量信号分析仪结构框图
矢量信号分析仪是对被测信号通过变频处理再进行数字化采集，通过计算得到信号的幅度信息和相位信息。但是，大多数的矢量信号分析仪的信号处理是由软件来完成的，软件的处理速度和能力与高速的信号ADC采集相比，其处理速度很慢，这势必导致很多信号数据需要被舍弃，造成信号处理的死区(Gap)，从而带来变化信号在时域上特性的不完整描述，如图1.2.2所示。
图1.2.2矢量信号分析仪的频谱测试原理
矢量信号分析仪主要用于测量稳定调制信号的误差参数，比如数字调制信号的误差矢量幅度(EVM)，相位误差或频率误差等，提供星座图等其他显示。
1.3实时频谱分析仪
实时频谱分析仪用于解决时变信号的参数测量，实时频谱分析的基本概念是能够快速采集和捕捉各种瞬变信号，把信号无缝地捕获到内存中，并在多个域中分析信号。图1.3.1是典型的实时频谱分析仪结构框图，可以看到，实时频谱分析仪和矢量信号分析仪的基本结构类似，都是基于信号变频和ADC采样，然后通过数字信号处理DSP来获取信号参数。大多数的矢量信号分析仪的信号处理是由软件来完成的，软件的处理速度和能力与高速的信号ADC采集相比，其处理速度是很慢的。而实时频谱分析仪的技术关键——信号处理部分是靠硬件方式的FPGA来完成，从而大大提升处理的速度并降低处理延迟。节省的时间可以用于完成多信号的判断，触发等处理功能。可以把实时频谱分析仪理解为“硬件化高速处理版本的矢量信号分析仪”。
图1.3.1典型的实时频谱分析仪结构框图
