频谱分析仪是一种基础射频仪器，图7.4是传统的超外差式频谱分析仪的基本工作原理。被测的射频信号经过低通滤波器后进入混频器，与同时进入混频器的本地振荡器信号进 行混频。由于混频器是非线性器件，所以混频器的输出信号包括两个输出信号及其互调信号，落入中频滤波器的信号经过逻辑放大器和包络检波器后进入 CR 下显示器。

        频谱分析仪可以测量射频信号的很多参数，被称为“射频万用表”。在进行射频功率（幅度）参数的测量时，频谱分析仪具有以下特点：

        ( 1 ）频谱分析仪可以测量极小幅度的射频信号。目前，一台手持式频谱分析仪的典型显示平均噪声电平（ DANL , DisPlayed Average Noise Level ）可至-150dB/Hz ；而高端频谱仪的这项指标约为-165dBm/Hz ，这是任同功率计所望尘莫及的。

        ( 2 ）频谱分析仪有很大的幅度测量范围，可以从 DANL 到安全输入电平＋20dBm 甚至＋30dBm。

        ( 3 ）频谱分析仪可以测量信号的频率分量，并且可以进行窄带测量。这些功能被用于测量数字信号的信道功率和邻道功率。

        ( 4 ）频谱分析仪可以同时测量多载频信号。

        ( 5 ）频谱分析仪可以测量放大器的 CCOF （互补积累分布函数）特性，这种功能对于评估放大器的线性很有好处。

        纵然有这些优点，但是频谱分析仪的幅度测量不确定度却不尽如人意。由于本文讨论的是射频功率测量，所以幅度的测量精度是我们关心的话题。让我们从频谱分析仪的指标来分析其幅度测量的不确定度究竟有多少。表7.1中列出了一些影响频谱分析仪幅度测量不确定度的因素。

        从上图可以发现，频率响应是影响精度的一个主要因素。频率响应和频率范围有关系，在3GHz以下的频段，频率响应是 ±38dB，而到了20GHz时，频率响应会达到±2dB。输入步进衰减器工作于频谱分析仪的整个频段，并且是串联在频谱分析仪的输入端，其衰减精度是频率的函数，所以也会影响到频谱分析仪的频率响应。当输入衰减器置于10dB 时，频率响应有较好的表现，而在其他位置（20dB、30dB和40dB）时，频率响应变为± 0.69dB。输入预放对频率响应的影响则更大些，达到±0.7dB。

        输入衰减器的开关不确定度对幅度测量的影响是±0.3dB。

        幅度测量的绝对精度是±0.24dB。请注意，为了达到这样的精度，对频谱分析仪的设置有很多限制（10dB输入衰减，20-30℃ 环境温度， RBW介于10Hz和1MHz之间，输入信号幅度在-10dBm至-50dBm之间，关闭预放）。

        其他的因素有分辨率带宽的开关不确定度和显示刻度等，还有的在表中没有列出，如失配误差。通常，频谱分析仪的输入阻抗都不会是理想的50欧姆，这也会对幅度测量精度产生影响。当输入衰减为0dB时，频谱分析仪的输入匹配最差，所以不建议将输入衰减器置于0dB位置。也可以在频谱分析仪的输入端接一个精密的固定衰减器来改善输入匹配。

        我们从上述分析数据中选出对幅度测量不确定度影响最小的因素，并采用均方根法来计算总的幅度测量不确定度：

        上述计算结果表明，即使在频谱分析仪设置在最佳状态下，其幅度测量的不确定度仍然 ±0.55dB！换算成百分比误差为＋13.2 % 和-12.1% ，显然，这样的精度不能作为功率测量的计量标准。