信号的频谱分布实际上就是测量结果在频域上的反映，频域和时域的关系如图1所示。示波器在时域测得近似方波的信号，经过傅里叶变换被分解为基波和高达11次奇次谐波。当用频谱分析仪从频域观察时，能够识别出所有频率组成。以图1为例，基波、3次谐波、5次谐波和11次谐波可以被区分出来。由此可以看出，时域和频域是从不同角度对同一个信号的描述。
　　简单介绍下频谱分析仪的工作原理：以带宽接收机开始，然后逐渐涉及频谱分析仪的其他部分。在了解这些内容和频谱结构的基本概念后，读者应该对RBW和VBW功能有所了解。




　　带宽接收机
　　频谱分析仪的工作原理就像一个带宽接收机，带宽范围从几十KHz或几十MHz开始。接收机的功能是将输入信号的频率转换为检测回路能处理的频段，正如我们所知的外差法。图2位带宽接收机的基本结构，包括一个混频器、一个本机振荡器（LO）和一个带通滤波器。本机振荡器产生一个混频振荡信号。混频器将输入信号与本机振荡器产生的信号混合在一起，总信号就包括两种信号的和与差。量信号之差成为中频（IF），它是检测回路使用的部分信号。带通滤波器滤掉信号中不需要的成分，然后将仅留下的IF传到检测和显示单元。频谱分析仪本质上是一个带宽接收机，因此需要不只一次的频率转换。次数由频率范围、频率分辨率和RBW滤波器决定。
　　衰减器
　　将衰减器置于射频输入路径，扩宽了输入信号准位的动态范围或对频谱分析仪增添了更多的输入?；?。参考图3，衰减器将来自混频器（RF中部）的信号准位限制在一定范围内，如果输入信号超过参考准位，将会引起测量误差或伪噪声，这就是为什么某些频谱分析仪会在特定信号条件下列出仪器规格，包括混频器中具体的信号准位。
　　分辨率滤波器
　　当输入信号频率转换为更低频带并滤入检测和显示单元时，为了区别频率接近的信号，会用到RBW（分辨率带宽）滤波器，如图4所示。
　　图5，在不同分辨率带宽下，RBW滤波器如何区分两种信号。将两个等幅信号通过两种RBW滤波器滤波，其中RBW1的分辨率优于RBW2。从结果可以看出，当通过较窄RBW1滤波器时，能清晰分辨出两种信号，但是通过较宽RBW2滤波器时，结果就不如RBW1。我们可以预测到，如果RBW2的分辨率带宽更宽，我们甚至会将结果误认为是一个信号。当两个信号的频率十分接近时，这种情况机会发生。另一种情况是，当两个信号的幅值差距很大，RBW1仍能够检测到较小信号，但是RBW2却不能，如图6所示。所以这些滤波器又称为分辨率滤波器。




　　检波器
　　RBW滤波之后，检波器能够检测能量并将其转换成直流电压。显示单位利用该直流电压描绘频谱分布，如图7所示。




　　视频滤波器
　　在直流电压进入显示单元之前，需要将检波器产生的噪声压缩，这个滤波器成为视频滤波器，它的带宽成为VBW，系统如图8所示，视频来自电视广播系统。视频滤波器也作为后置滤波器，图9呈现出VBW对显示输出的影响。如果待测信号通过两个VBW滤波器，其中VBW1小于VBW2，结果显示VBW2的底噪要比VBW1大?；痪浠八?，视频滤波器将底噪平均了。但要注意的是，底噪准位并没有改变，VBW滤波器仅平均噪声准位，并不影响信号底噪的总体幅值。
　　扫描时间
　　上述内容介绍了频谱分析仪的基本机构，而且对RBW和VBW也作了详细解释。一般来说，扫描时间与频谱分析仪的频率分辨率成反比。扫描时间越快，解析度越低（RBW、VBW越宽）；扫描时间越慢，解析度越高（RBW、VBW越窄）。因此如果选择较窄的RBW或VBW，显示信号的时间就会变长。这就意味着RBW和VBW越窄，扫描时间越长。对于RBW/VBW/扫描时间，绝大多数频谱分析仪都具有自动和手动选择模式。自动模式权衡了频宽、RBW、VBW和扫描时间，通常能获得很好的结合。