中國分析儀器的歷史與現(xiàn)狀 在世紀之交，中國分析儀器市場出現(xiàn)了一個全新的局面。全民所有制、股份制、私營企業(yè)三種不同所有制的儀器制造商齊頭并進，在活躍的市場經(jīng)濟中蓬勃發(fā)展。一些著名的外資企業(yè)也在中國設廠參加到競爭的行列中來。據(jù)中國分析測試儀器學會的統(tǒng)計，全國分析儀器的廠家有144家。另據(jù)分析測試儀器協(xié)會對歸口的36家重點分析儀器專業(yè)廠統(tǒng)計，自產(chǎn)儀器（不含代銷）的年銷售額超過1000萬元的企業(yè)已經(jīng)達到20個（不包括外資企業(yè)）。作為中國儀器儀表工業(yè)重要組成部分的分析儀器，隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展和需求的增大，在未來幾年內(nèi)勢必會有迅猛的發(fā)展。日前有消息來源稱中國用于分析儀器的投資將從1998年的6.8億美元猛增至2005年的13億美元。我們認為這個數(shù)字還比較保守。因為這兩年各行各業(yè)的理化分析人員數(shù)量已從原來的2萬人猛增為4萬人。其中有一半的人需要更新裝備，至少有1/4的單位要建立現(xiàn)代化的專業(yè)分析技術實驗室。這更可以說明中國分析儀器市場有著及其廣闊的前景。
中國真正意義的現(xiàn)代分析儀器的起步于五十年代后期。起緣于1955年國家制定了《112年科學技術發(fā)展規(guī)劃》。在這樣的方針指導下，在上海便以15家企業(yè)為中心廠，10余家企業(yè)為衛(wèi)星配套廠，進行工業(yè)整合。不久又將上海地區(qū)分散的創(chuàng)造、科偉等小型企業(yè)集中起來組建了上海分析儀器廠，從事試驗室分析儀器的開發(fā)。在北京便有了北儀、北光和核儀器的綜合儀表廠。南京建立了南分廠。在整頓和加強我國現(xiàn)有的分析儀器力量的同時，還得到了原蘇聯(lián)援建的156個項目。
經(jīng)過五十年代的統(tǒng)籌部署，分析儀器正在準備萬舸齊發(fā)的時候，中蘇關系破裂。一夜之間僅有的援助中國分析儀器建設的三位蘇聯(lián)專家回國，就此杳無音信，使中國企業(yè)遭受重創(chuàng)。于是，一批從來沒有學過什么是分析儀器的中年工程師帶領著剛剛走出校門的的青年人擔負起了試制新產(chǎn)品的重任。在六年期間完成了質(zhì)譜、核磁、色譜、紅外、熱磁、熱導和電導七個系列的產(chǎn)品。
八十年代中國進入了改革開放。國務院決定將儀器儀表單列管理，成立了國家儀器儀表總局，在全國范圍內(nèi)投入資金和人力促進儀器的大發(fā)展。八十年代初期，由國家科委，科學院和國家儀器儀表總局組織開展了23項大型精密儀器的會戰(zhàn)。組織全國科研、學校和制造業(yè)的力量，瞄準當時地世界水平，研制新一代分析儀器。其中具有影響力的是由科學院大連化物所、蘭州化物所和北京分析儀器廠、上海分析儀器廠研制的有五種檢測器的氣相色譜和高效液相色譜儀。
在這一段時期分析儀器行業(yè)出現(xiàn)品種由少變多，實驗室與流程儀器并舉，由單機變成成套裝置，電子技術、計算技術和智能系統(tǒng)開始發(fā)展的局面。
這種發(fā)展可以從國產(chǎn)儀器的品種反映出來：如前所述，在銷售額超過1000萬人民幣的20個企業(yè)中，除了原有國營企業(yè)外，其中私營企業(yè)和股份制的就占14個。其銷售額占上述20個企業(yè)銷售總額的37.8％。這些私有企業(yè)中北京的東西、普析、吉天等已經(jīng)形成科研生產(chǎn)一體的綜合性分析儀器企業(yè)，上海光譜儀器則瞄準國際市場，其銷售額中很大部分是直接出口或以定牌加工的OEM形式出口。有的企業(yè)利用新技術在流程和環(huán)保儀器中開辟了新天地。有的企業(yè)緊追國際發(fā)展動向，在生命科學，環(huán)境科學方面已經(jīng)初見成效。有的企業(yè)以生產(chǎn)分析儀器配套產(chǎn)品和部件為主，彌補了市場空白。

　　頻譜分析儀是研究電信號頻譜結(jié)構的儀器，用于信號失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號參數(shù)的測量，可用以測量放大器和濾波器等電路系統(tǒng)的某些參數(shù)，是一種多用途的電子測量儀器。它又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等

　　頻譜分析儀的工作原理

　　頻譜分析儀架構猶如時域用途的示波器，面板上布建許多功能控制按鍵，作為系統(tǒng)功能之調(diào)整與控制，實時頻譜分析儀(Real-TimeSpectrumAnalyzer)與掃瞄調(diào)諧頻譜分析儀(Sweep-TunedSpectrumAnalyzer)。實時頻率分析儀的功能為在同一瞬間顯示頻域的信號振幅，其工作原理是針對不同的頻率信號而有相對應的濾波器與檢知器(Detector)，再經(jīng)由同步的多任務掃瞄器將信號傳送到CRT屏幕上，其優(yōu)點是能顯示周期性雜散波(PeriodicRandomWaves)的瞬間反應，其缺點是價昂且性能受限于頻寬范圍、濾波頻譜分析儀器的數(shù)目與最大的多任務交換時間(SwitchingTime)。

　　常用的頻譜分析儀是掃瞄調(diào)諧頻譜分析儀，可調(diào)變的本地振蕩器經(jīng)與CRT同步的掃瞄產(chǎn)生器產(chǎn)生隨時間作線性變化的振蕩頻率，經(jīng)混波器與輸入信號混波降頻后的中頻信號(IF)再放大、濾波與檢波傳送到CRT的垂直方向板，因此在CRT的縱軸顯示信號振幅與頻率的對應關系，信號流程架構如圖1.3所示。

　　影響信號反應的重要部份為濾波器頻寬，濾波器之特性為高斯濾波器(Gaussian-ShapedFilter)，影響的功能就是量測時常見到的解析頻寬(RBW，ResolutionBandwidth)。RBW代表兩個不同頻率的信號能夠被清楚的分辨出來的最低頻寬差異，兩個不同頻率的信號頻寬如低于頻譜分析儀的RBW，此時該兩信號將重疊，難以分辨，較低的RBW固然有助于不同頻率信號的分辨與量測，低的RBW將濾除較高頻率的信號成份，導致信號顯示時產(chǎn)生失真，失真值與設定的RBW密切相關，較高的RBW固然有助于寬帶帶信號的偵測，將增加噪聲底層值(NoiseFloor)，降低量測靈敏度，對于偵測低強度的信號易產(chǎn)生阻礙，因此適當?shù)腞BW寬度是正確使用頻譜分析儀重要的概念。

　　另外的視頻頻寬(VBW，VideoBandwidth)代表單一信號顯示在屏幕所需的最低頻寬。如前所說明，量測信號時，視頻頻寬過與不及均非適宜，都將造成量測的困擾，如何調(diào)整必須加以了解。通常RBW的頻寬大于等于VBW，調(diào)整RBW而信號振幅并無產(chǎn)生明顯的變化，此時之RBW頻寬即可加以采用。量測RF視頻載波時，信號經(jīng)設備內(nèi)部的混波器降頻后再加以放大、濾波(RBW決定)及檢波顯示等流程，若掃描太快，RBW濾波器將無法完全充電到信號的振幅峰值，因此必須維持足夠的掃描時間，而RBW的寬度與掃描時間呈互動關系，RBW較大，掃描時間也較快，反之亦然，RBW適當寬度的選擇因而顯現(xiàn)其重要性。較寬的RBW較能充分地反應輸入信號的波形與振幅，但較低的RBW將能區(qū)別不同頻率的信號。例如使用于6MHz頻寬視訊頻道的量測，經(jīng)驗得知，RBW為300kHz與3MHz時，載波振幅峰值并不產(chǎn)生顯著變化，量測6MHz的視頻信號通常選用300kHz的RBW以降低噪聲。天線信號量測時，頻譜分析儀的展頻(Span)使用100MHz，獲得較寬廣的信號頻譜需求，RBW使用3MHz。這些的量測參數(shù)并非一成不變，將會依現(xiàn)場狀況及過去量測的經(jīng)驗加以調(diào)整。

標簽: 頻譜分析儀

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