在实验室和车间最常用的信号测试仪器是电子示波器。人的思维对时间概念比较敏感，每时每刻都与时域事件发生联系，但是信号往往以频率形式出现，用示波器观察最简单的调幅载波信号也不方便，往往显示载波时看不清调制仪，屏幕上获得的是三条谱线，即载频和在载频左右的调制频。调制方式越复杂，电子示波器越难显示，频谱分析器的表达能力强，频谱分析仪是名副其实的频域仪器的代表。
沟通时间一频率的数字表达方法就是傅里叶变换，它把时间信号分解成正弦和余弦曲线的叠加，完成信号由时间域转换到频率域的过程。
早期的频谱分析仪实质上是一台扫频接收机，输入信号与本地振荡信号在混频器变频后，经过一组并联的不同中心频率的带通滤波器，使输入信号显示在一组带通滤波器限定的频率轴上。显然，由于带通滤波器由无源元件构成，频谱分析器整体上显得很笨重，而且频率分辨率不高。既然傅里叶变换可把输入信号分解成分立的频率分量，同样可起着滤波器类似的作用，借助快速傅里叶变换电路代替低通滤波器，使频谱分析仪的构成简化，分辨率增高，测量时间缩短，扫频范围扩大，这就是现代频谱分析仪的优点了。
矢量信号分析仪是在预定，频率范围内自动测量电路增益与相应的仪器，它有内部的扫频频率源或可控制的外部信号源。其功能是测量对输入该扫频信号的被测电路的增益与相位，因而它的电路结构与频谱分析仪相似。频谱分析仪需要测量未知的和任意的输入频率，矢量信号分析仪则只测量自身的或受控的已知频率；频谱分析仪只测量输入信号的幅度(标量仪器),矢量信号分析仪则测量输入信号的幅度和相位(矢量仪器)。
由此可见，矢量信号分析仪的电路结构比频谱分析仪复杂，价位也较高。现代的矢量信号分析仪也采用快速傅里叶变换，以下介绍它们的异同。
频谱分析议和fft颁谱分析议。
传统的频谱分析仪的电路是在一定带宽内可调谐的接收机，输入信号经下变频后由低通滤器输出，滤波输出作为垂直分量，频率作为水平分量，在示波器屏幕上绘出坐标图，就是输入信号的频谱图。由于变频器可以达到很宽的频率，例如30hz-30ghz,与外部混频器配合，可扩展到100ghz以上，频谱分析仪是频率覆盖最宽的测量仪器之一。无论测量连续信号或调制信号，频谱分析仪都是很理想的测量工具。
但是，传统的频谱分析仪也有明显的缺点，首先，它只适于测量稳态信号，不适宜测量瞬态事件；第二，它只能测量频率的幅度，缺少相位信息，因此属于标量仪器而不是矢量仪器；第三，它需要多种低频带通滤波器，获得的测量结果要花费较长的时间，因此被视为非实时仪器。
既然通过傅里叶运算可以将被测信号分解成分立的频率分量，达到与传统频谱分析仪同样的结果，出现基于快速傅里叶变换(f盯)的频谱分析仪。这种新型的频谱分析仪采用数字方法直接由模拟/数字转换器(adc)对输入信号取样，再经fft处理后获得频谱分布图。据此可知，这种频谱分析仪亦称为实时频谱分析仪，它的频率范围受到adc采集速率和fft运算速度的限制。
为获得良好的仪器线，性度和高分辨率，对信号进行数据采集的adc需要12位-16位的分辨率，按取样原理可知，adc的取样率最少等于输入信号最高频率的两倍，亦即频率上限是100mhz的实时频谱分析仪需要adc有200ms/s的取样率。
目前半导体工艺水平可制成分辨率8位和取样率4gs/s的adc或者分辨率12位和取样率800ms/s的adc,亦即，原理上仪器可达到2ghz的带宽，此时垂直分辨率只有8位(256级),显然8位分辨率过低，因此，实时频谱分析仪适用于制mhz带宽以下的频段，此时具有12位(物96级)以上的分辨率。为了扩展频率上限，可在adc前端增加下变频器，本振采用直接数字事成的振荡器，这种混合式的频谱分析仪适合在几ghz以下的频段使用。
fft的性能用取样点数和取样率来表征，例如用100ks/s的取样率对输入信号取样1024点，则最高输入频率是50khz和分辨率是50hz。如果取样点数为2048点，则分辨率提高到25hz。由此可知，最高输人频率取决于取样率，分辨率取决于取样点数。
fft运算时间与取样，点数成对数关系，频谱分析仪需要高频率、高分辨率和高速运算时，要选用高速的fft硬件，或者相应的数字信号处理器(dsp)芯片。例如，10mhz输入频率的1024点的运算时间80μs,而10khz的1024点的运算时间变为64ms,1khz的1024点的运算时间增加至640ms。当运算时间超过200ms时，屏幕的反应变慢，不适于眼睛的观察，补救办法是减少取样点数，使运算时间降低至200ms以下。
矢量网络分析仪。
对于频谱分析和电磁干扰测量来说，频谱分析仪是通信测量仪器中常用的设备，由于具有大于1∞db的动态范围、低于-110dbc/hz的噪声、1hz-100hz的带宽、50ghz以上的频率范围，能够接收到极微弱的信号和分辨出两个幅度相差很大的信号。频谱分析仪的缺点是只能显示频率分量的幅值，而不能获得信号的相位。对于某些通信元器件和通信链路，幅值和相位必须能够同时测量出来，前者如放大器和振荡器，后者是第一代至第三代的移动通信。
前面曾提及，为了扩大基于fft的频谱分析仪的频率范围，可在前端增加下变频器。同样原理可用于矢量信号分析仪，它是传统频谱分析仪与f阿分析仪的结合，从而获得在高频和射频频率下的fft分析能力，同时显示幅度和相位信息。对于现代通信的数字调制分析，以及调幅/调频/调相的解调都是非常有效的手段。
频谱分析仪的变频前端扩展仪器到ghz的频段，经变频后的输入信号频率变成适于ffr处理的频段，电路中的滤波器与频谱分析仪的滤波器不同，这里的滤波器不是选择性的，而防止adc变换过程产生的信号混叠，即变换过程**现的虚假信号。adc的输出分成两路，获得同相和正交信号，经dsp作时间一频率的f町运算后由显示屏获得频谱的幅度和相位。
目前仪器公司**的矢量信号分析器的频率范围可达3ghz,测量对象是复杂的移动通信常用频段的调制信号，如gsm、cdma的基带特性和载波特性。矢量信号分析仪的测量模式有：标量、矢量、数字解调和门控测量。
触发可由基带输人信号或由中频信号调节，包括触发电平和相位。扫频方式有单次和连续，对测量数据可多次平均，并用有效值(rms)、峰值保持和指数坐标指示。
一种新型的矢量信号分析器的重要特性是：频率范围—dc~2.7ghz;基带带宽—40mhz;中频带宽—36mhz;率分辨率—0.
001hz时基准确度—0.2ppm/年；相位噪声—97dbc/hz(载波偏移100hz),-122dbc/hz(载波偏移1khz)幅度范围45~+20dbm；幅度准确度—±2db;三阶互调失真—70db。应用领域是卫星通信、扩频跳频通信、点到点通信、以及频率监控和搜索。
以移动通信的码分多址(cdma)来说，利用配套的分析软件，可以获得：
发射机的平均载波功率。
功率随时间的变化。
相位和频率误差。
邻近信道功率比。
伪随机噪声序列的调制精度。
近距离寄发生发射频率。
频谱测量和波形测量。
在无线基站或移动**的产品开发和产品检验中，矢量信号分析仪可按多种工业标准，对gsm、cdma等的发射机和手机进行严格的精度和动态范围测量。在cdma等通信产品生产中，只利用连续测量是不够的，利用数字调制信号可方便地测出输出功率和失真等重要参数。
矢量信号分析仪采用windows平台，容易通过外接微机进行数据处理和交换，windows平台便于性能升级和利用其他工程设计工具，熟识的图形界面可缩短学习时间，留出更多的时间进行测量和应用各种设计及测试工具。
数字存储示波器的频谱测量。
数字存储示波器(dso)的前端就是adc变换，因而同样具有频谱分析能力，通过标准或选购的fft模块获得频谱分析特性。应该指出，dso主要特点是时域测量，带宽100mhz的产品具有10位以上的垂直分辨率，带宽500mhz的产品只有8位的分辨率，亦即在分辨率上低于频谱分析仪的12位-16位。dso的前置放大器和衰减器引人瞬态失真，容易在频谱图上表现为低电平的谱波噪声。
特别是高频数字在存储示波器，它采用交叠的adc来提高取样率，例如每块adc的取样率是1gs/s,两块叠加起来获得2gs/s的取样率。这是简便的提高有效带宽的办法，但用于频谱显示时，各adc的线性度、增益、频率响应和取样定时稍有差别，都会在取样时钟脉冲交叠取样过程中引人频谱失真，相当多了一组fs/n的取样脉冲，这里且是基本取样频率，n是交叠的adc数。这种电路自身产生的混叠信号不容易用滤波器消除，用ds0测量高频信号时要非常小心在频谱图上出现的混叠信息。
例如，利用上述两块取样率1gs/s adc构成的dso来观察l00mhz正弦波时，会在mhz附近出现虚假信号。由此可见，dso观察时域信号是最好的仪器，由于频域变换后往往出现虚假信号，测量频谱特性时一定要注意“去伪存真”。
小结。频谱分析仪的频率范围最宽，灵敏度高，非常适于通信设备和链路的频率分布测量，缺点是只能获得输入信号的幅值。矢量信号分析仪频率范围较低，利用fft的特点能够同时获得幅度和相位，特别地第。
一、二、三代移动通信，包括蜂窝、gsm和cdma设备的测量。