Das Prinzip eines Spektrumanalysators basiert auf dem Prinzip der Fourier-Transformation, das auf elektrische Signale angewendet wird. Es funktioniert durch die Umwandlung von Zeitbereichssignalen in Frequenzbereichsdarstellungen. Dies wird durch Signalverarbeitungstechniken erreicht, bei denen das Eingangssignal abgetastet und dann analysiert wird, um seine Frequenzkomponenten zu extrahieren. Der Spektrumanalysator stellt diese Komponenten grafisch dar und zeigt die Amplitude jeder Frequenzkomponente im Verhältnis zu ihrer Frequenz.
Die Funktion eines Spektrumanalysators besteht darin, das Frequenzspektrum eines Signals zu analysieren. Es identifiziert die im Signal vorhandenen Frequenzkomponenten und ihre jeweiligen Amplituden. Dies hilft, Signaleigenschaften wie Bandbreite, Rauschpegel, Oberwellen und Verzerrungen zu verstehen. Spektrumanalysatoren werden häufig in verschiedenen Bereichen wie Telekommunikation, elektronische Tests, Audiotechnik und HF-Tests (Hochfrequenztests) eingesetzt.
Das Prinzip eines optischen Spektrumanalysators (OSA) basiert auf dem Prinzip des Beugungsgitters oder Interferometers. Es arbeitet im optischen Frequenzbereich (typischerweise 1260 nm bis 1650 nm für Telekommunikationswellenlängen). Ein OSA zerstreut und misst die Wellenlängen des Lichts in einem optischen Signal. Es verwendet optische Komponenten wie Beugungsgitter oder Prismen, um verschiedene Wellenlängen des Lichts zu trennen und zu erfassen und so eine detaillierte Spektralanalyse des optischen Signals zu ermöglichen.
Die Theorie eines Spektrumanalysators besteht darin, zu verstehen, wie Signale im Frequenzbereich verarbeitet und angezeigt werden. Es umfasst die Konzepte der Fourier-Analyse, Signalverarbeitung und Messtheorie. Der Analysator erkennt und misst die Amplitude jeder Frequenzkomponente in einem Signal und liefert eine visuelle Darstellung des Spektralinhalts des Signals.
Die Grundlage von Spektrumanalysatoren ist ihre Fähigkeit, Signale aus dem Zeitbereich zur Analyse in den Frequenzbereich umzuwandeln. Diese Konvertierung ermöglicht es Ingenieuren und Wissenschaftlern, Signale anhand ihrer Frequenzkomponenten und nicht anhand ihrer zeitlich veränderlichen Eigenschaften zu untersuchen und zu charakterisieren. Spektrumanalysatoren sind unverzichtbare Werkzeuge für die Fehlersuche, den Entwurf und die Überprüfung der Leistung elektronischer und optischer Systeme in einem breiten Anwendungsspektrum.