FFTまたはスペクトラムアナライザを備えたオシロスコープ？

どちらのアプリケーションがどちらを必要とするのか、そしてその理由を誰かに説明してもらえますか？私が読んだ限り、それはすべて「dB」に関するものです。本当？なぜ？

最初は、FFT機能を備えたデジタルストレージオシロスコープ（DSO）とスペクトラムアナライザー（SA）が同じものであることがわかります...それらは時間領域から信号を取得し、それを周波数領域に変換し、すべてをチェックできます信号の高調波と周波数成分を分析し、まったく新しい方法で分析します.......しかし、通常、DSOはSAよりもはるかに安価であるため、DSOが提供できない機能をSAが提供するかどうか疑問に思っています。精度、計算速度（私のDSO FFTは本当に遅い）、帯域幅（通常、安価なDSOは最大100MHzのみになります）、またはDSOやSAではなくモデルにのみ依存していますか？私が知らないことはもっとありますか？

簡単に答えると-オシロスコープはエレクトロニクスラボにとって不可欠なツールですが、SAは一般に（RFエンジニアでない場合でも、良いスコープが必要な場合を除いて）でなく、高品質のものは比較するとはるかに高価です（ Rigolはまともなスコープタイプの価格でいくつかの非常に強力なSAを出しましたが）
平均DSOのFFT関数はほとんどの作業で機能するので、関心のある周波数範囲がたとえば> 500MHz程度である場合を除きます（お知らせください） 、DSOは最適なツールです。

基本的に、1つは振幅対時間（スコープ）を行い、もう1つは振幅対周波数（SA）を行います

スコープの例：
断続的に動作しているデジタル信号があるとします。スコープを確認して、オーバー/アンダーシュート、リンギング、ノイズ、グリッチなどを探すことができます。

（簡単な）SAの例：信号があり、その高調波成分を確認したい場合、SA画面で高調波を確認できます（例：それは周波数であり、方形波は一連の奇数倍音の減少です）

Spectrum Analyserの方形波：

スコープ上の同じ信号は次のようになります。

FFT機能を備えたオシロスコープは、保存された波形の組み込みの数学的分析を使用して、信号の周波数成分と振幅を計算します。スペクトルアナライザーのように、周波数と振幅のグラフとして画面に表示されます。

「真の」アナログタイプのスペクトルアナライザーは、実際に信号から各周波数（ステップ）で振幅を測定し、測定値を画面に正確に表示するために必要なもの以外に、測定された振幅で計算を行う必要はありません。

多くのオシロスコープがFFT機能を提供しているのは事実ですが、新しい高価なスコープを使用している場合を除き、結果の表示は実際のスペクトルアナライザーに相当するというよりもむしろガイドです。

そうは言っても、新しい世代の複合デジタル機器は、シングルタスク機器と同じスペクトル分析結果とオシロスコープ測定を真に提供します。ただし、安価ではありませんが、周波数/アナログの内容をデジタルオシロスコープの波形と同期させて、RF関連の問題またはEMCを引き起こしている信号を特定できるという点で便利です。

スコープは通常、現在デジタルまたはDSOであり、仕様、パフォーマンス、帯域幅に応じて50ドルから5000ドルで購入できます。USB、IEEE488、PCI、および他の多くのポートでインターフェイスできます。これらは、反復および1ショットの波形と数学関数のストレージを提供します。

スペクトルアナライザーはスペクトル密度を測定し、デジタルSAはFFTを使用してスペクトルを計算しますが、RF SAはTVチューナーのようなデュアルまたはトリプル変換掃引スキャンを使用しますが、非常に正確なプリアンプ、フィルター、およびログコンバーターを使用します。 100 dBとして。それらは、大型タービン、ラジオ、マイクロ波、光スペクトルなどの地震、オーディオ、機械ベアリング分析器に使用されます。ボードプロット、フィルタープロット、RF放射テスト、無線テスト、アンテナ設計、レーダー、セルラー設計、テスト検証に役立ちます。

機械、光学、電気など、特定のデバイスのスペクトルを分析する必要がある業界のあらゆる分野のラジオエンジニアのほか、スペクトルアナライザには文字通り何千もの異なるアプリケーションがあります。私は、軸受の高調波を調べるために日本のギガワットGEタービンを分析するために1つの家族を知っています。これは、製品の品質と経年劣化の強力な指標です。

ネットワークアナライザーはSAよりもさらに正確で、デュアル入力のトラッキングジェネレーターが組み込まれているため、伝達関数を測定できます。周波数範囲が広く、安定性テストやPLLテスト、挿入損失、リターンロス、SMithチャートなどのSMPSの位相マージンの測定に使用でき、0.1〜50 GHzで0.1dBの精度、または0〜1MHzのような関心のあるサブレンジは、それぞれ10万ドルの費用がかかります。HPとアンリツは、アメリカのトップサプライヤーです。

ただし、プレーンオーディオの場合、MIC、ライン入力、または内部オーディオを使用してオーディオ信号とスペクトル分析を表示する無料のソフトウェアツールがあります。

たとえば、Audacityは1つのプログラムです。私はまだ古いCool Edit Pro 2バージョンを持っています。 AC-DCの波形提供（Hell's Bells）

違いは、スペクトラムアナライザにはミキサーのフロントエンドがあり、リスニングしている周波数範囲をシフトできるのに対し、オシロスコープは下端に固定されていることです。

これは、より高い周波数の信号を見ることができることを意味し、同時に、見ている領域の外側の信号はフィルターで除去されるため、ADCプリスケーラーを調整して分解能を高めることができます。

一方、ミキサーはDCをまったく好まないため、通常のEE作業では、オシロスコープの代わりにスペクトルアナライザーを使用することもできません。

現在のスペクトラムアナライザー（SA）が完全にスイープチューニングされることはほとんどありません。ほとんどがFFTを実行し、チャネルをつなぎ合わせて周波数スパンを形成します。

ベクトル信号解析などのクラスの最新のSA測定に加えて、チャネルをステッチするのではなく、IFサンプリングレートに基づいてチャネル全体を測定します。分析帯域幅（通常[IFサンプリングレート/1.25 ]前後）は、最高品質の SA- Keysight UXAの場合、最大1 GHz です。

スコープとスペクトルを網羅していない

1. スコープは、ベースバンドから希望の周波数範囲にデジタル化します。SAはRF信号をダウンカバーし、IFでデジタル化します
2. IFでデジタル化できることにより、SAの垂直解像度が向上します。スコープの垂直解像度はほとんど8ビットですが、SAは最大14ビットです。（デジタイザーの設計者は、サンプリングレートを垂直解像度と交換します）
3. スコープは、時間領域分析に役立ちます。周波数領域分析にはスペクトルが適しています。SAの垂直解像度が高いほど、S / N比のパフォーマンスが向上し、非常に低い電力レベルで信号を見ることができます。サンプリングレートが高いスコープでは、立ち上がり時間などの特定の種類の測定の時間分解能が向上します。
4. SAは1つのポートですが、スコープは複数のポートにすることができます。したがって、スコープは、位相、パルス立ち上がり時間などのマルチチャネル時間領域比較を実行できます。

上：マルチチャンネルパルスを測定するスコープ

上記のいくつかの正しい違いがありましたが、システム化を試みます。

1）帯域幅（通常、オシロスコープの帯域幅は広くなりますが、作業帯域はシフトできません）。すなわち、例えばオシロスコープモードは次のとおりです：0-1kHz、0-10kHz、0-50kHz、0-250kHz、0-500kHz、0-2MHz、0-20MHz、0-100MHz信号、500 MSamp / secで最大サンプルレート。FFTを見ると、彼はこれらの0-100 MHz帯域のみを見ることができます。Spectrum Analyzerの帯域幅は狭くなる場合がありますが、周波数スケール全体でロールオーバーできます。たとえば、帯域幅40 MHz、サンプリング周波数200 MSamp / sec、動作周波数0〜6.3 GHzなどです。すなわち、スペクトラムアナライザのモードは、0〜40MHz、10〜50MHz、20〜60MHz、30〜70MHzです。...6260..6300MHz。ご覧のとおり、SAにはオシロスコープのLPFのアンチエイリアシングの代わりに調整可能な帯域フィルターがあります。

2）ダイナミックレンジ。スペクトルアナライザのADCの分解能ははるかに優れています。

3）スペクトラムアナライザーには低ノイズアンプがありますが、オシロスコープにはありません。低ノイズアンプは、特別な無線周波数アンプであり、広範囲の周波数で動作し、信号に非常に低いノイズを追加します。

4）オシロスコープとスペクトルアナライザには、トリガを設定するさまざまな方法があります。オシロスコープは、時間領域の信号の形状に基づいており、SAは、周波数領域の特定の形状のキャプチャに基づいています。

5）オシロスコープは信号を復調できません。通常、スペクトラムアナライザは信号を復調できます（SDRレシーバーであるため）。

要約：オシロスコープは超広帯域ミリボルトメータです。スペクトラムアナライザーは、電波をベースバンド信号（IおよびQ成分）にできるだけ低い損失とノイズで変換することを主な目標とする、かなり狭帯域の受信機です。

スペクトルアナライザーのもう1つのアプリケーションは、干渉源を探し出すことです。最新世代のハンドヘルドもこれを非常に簡単にします。たとえば、スペクトログラムと標準のスペクトルアナライザ測定に加えて、これらの機器は、キャリア/ノイズ（C / N）やキャリア/干渉（C / I）などの干渉固有の測定を行うことができます。トレース数学（差分モード）は、干渉信号の検出、監視、および特性評価に役立ちます。別の機能は、指定された時間にわたってスペクトルを記録する機能です。これにより、時間とともに断続的な障害や周波数の変動を見つけることができます。素晴らしい機能。個人的には、スコープ+ SAの両方に行きます。それはあなたのベンチをより便利に、長期的にするだけです。