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从而确保除了感兴趣的频率进行测量以为，其它频率都被排除。这个步骤满足条件并确保对信号的带宽进行了限制。有两个因素会导致简单的抗混叠方法复杂化。个也是容易解决的因素是，抗混叠滤波器的滚降(rolloff)速率是有限的。如图6所示，在实际滤波器的通带和截止带之间有一个过渡带。这个过渡带中的频率可能产生混叠。为了避免这些混叠分量，滤波器的截止频率必须低于理论频率上限?s/2。解决这个问题的简单办法是使用过采样(以高于Nyquist采样率的速率进行采样)。使采样频率略高于?max的两倍，也就是截止带实际开始频率的两倍，而不是要测量的频率的两倍。许多VSA的实现都使用保护带以防止显示混叠的频率分量。
FFT计算超出50%?s(相当于?s/2)的频谱分量。保护带大约在?s的40%至50%(或?s/2.56至?s/2)之间并且没有显示，因为它可能被混叠分量破坏。不过当VSA软件进行逆FFT运算时，在保护带中的信号用于提供的时域结果。高滚降率滤波器再结合保护带，会抑制潜在的混叠分量，并将它们衰减到远低于测量前端的底噪。另一个致使混叠(有限的频率分辨率)复杂化的因素解决起来难得多。首先，为宽频扫宽(高采样率)设计的抗混叠滤波器不适用于测量小分辨率带宽，原因有二个:一是需要极大的样本数量(内存分)，二是需要惊人的FFT计算量(长测量时间)。例如，当采样率为10MHz时，一个10Hz分辨率带宽的测量将需要超过100万点的FFT。
也就是需要使用巨大容量的存储器和极长的测量时间。这是不可接受的，因为小分辨率带宽的测量能力是VSA的一大优势。提高频率分辨率的一个方法是减小?s，但代价是降低了FFT的频率上限，也就是终分析仪的带宽。不过，这仍不失为一个好方法，因为它允许你控制测量分辨率和频率范围。当采样率降低时，抗混叠滤波器的截止频率也必须降低，否则就会发生混叠。一种可能的解决方案是对每个扫宽提供一个抗混叠滤波器，或提供一个可选择截止频率的滤波器。使用模拟滤波器实现这种方案的困难很多，而且成本高昂，但是有可能通过DSP以数字形式添加额外的抗混叠滤波器。数字抽取滤波器和重采样算法提供了频率分辨率受限制问题的解决方法。AgilentVSA软件中就使用了这种方法。
数字抽取滤波器和重采样执行必要的操作以允许改变扫宽和分辨率带宽。数字抽取滤波器同时降低采样率并限制信号的带宽(提供混叠)。输入数字滤波器的采样率为?s;输出该滤波器的采样率为?s/n，其中“n”是抽取因子，为整数值。类似的，输入滤波器的带宽为“BW”，输出滤波器的带宽为“BW/n”。许多实现过程执行二进制抽取(采样率按1/2的速度降低)，这意味着采样率按2的整数幂改变，即步进值为1/(2n)(1/1/1/8......)。通过“除以2n”得出的频率扫宽称为基数扫宽。由于减少了DSP操作，通常在基数扫宽上进行的测量比在任意扫宽上进行的测量要快。抽取滤波器允许采样率和扫宽以2的幂次改变。
要获得任意扫宽，采样率必须是无限可调的。这由抽取滤波器之后的重采样或插值滤波器来完成。尽管数字重采样滤波器在降低采样率的同时提供了混叠的，模拟抗混叠滤波器仍然是必要的，因为数字重采样滤波器本身也是一个被采样系统，必须被防止出现混叠。模拟抗混叠滤波器运行于?s上，保护宽频率扫宽上的分析。在模拟滤波器之后的数字滤波器，为较窄的、用户定义的扫宽提供抗混叠能力。当抗混叠涉及带限信号，并使用示波器作为VSA软件前端时，还必须采取额外的措施。下一个限制小分辨率带宽分析的复杂因素来源于FFT算法自身的本质特性;FFT实质上是一个基带转换。这意味着FFT频率范围从0Hz(或DC)开始，一直到某个大频率(?s/2)结束。
在小频段需要被分析的测量情况中，这可能是一个重大限制。例如，如果测量前端的采样率为10MHz，频率范围将从0Hz到5MHz(?s/2)。如果时间样本数量(N)为1024，那么频率分辨率将为9.8kHz(?s/N)。这意味着接近9.8kHz的频率可能无法分辨。如前所述，可以通过改变采样率来控制频率扫宽，但是由于扫描范围的起始频率是DC，所以分辨率仍然受到限制。频率分辨率可以任意提高，但是付出的代价是高频率的降低。这些限制的解决方法是带宽选择分析，又称为“缩放操作”或“缩放模式”。缩放操作使您可以在保持中心频率不变的情况下减小频率扫宽。这点非常有用，因为你可以分析和查看远离0Hz的小频率分量。缩放操作允许你将测量焦点放在测量前端频率范围内的任意频率点处(图7)。
的技术指标主要包括3项内容。频率特性 信号发生器的频率特性包括有效频率范围、频率准确度和频率稳定度。有效频率范围有效频率范围是指信号的各项指标均能得到保证时的输出频率范围。在有效频率范围 内，有的仪器采用频率连续可调式，有的仪器采用频率分波段连续调节，有的仪器则采用一 系列的离散頻率。频率准确度信号发生器的频率准确度是指输出信号频率的实际值fx与其标称值f0的相对偏差，其 表达式为：一. 数字示波器数字示波器和模拟示波器有哪些主要区别优缺点
模拟示波器只能观察简单重复信号（正弦波，方波，三角波等）和复杂的重复信号（电视信号）。而不能观察数字信号。像测电源开与关一瞬间的电压上升时间如果用用模拟示波器是很难办到的而用数字示波器就很简单。利用数字示波器的单次捕捉功能就OK。模拟示波器只有边沿（电平）触发功能而数字示波器不仅有边沿触发功能还具有视频触发、脉冲触发、逻辑触发、摆幅触发等这样捕捉波形的能力就比模拟示波器强。能捕捉触发之前的事件和触发之后的事件而模拟示波器是不能观察到。而模拟示波器则能真实的显示波形的本来面貌。什么是示波器实时采样率?答:表示为样点数每秒(S/s),指数字示波器对信号采样的频率,类似于电影摄影机中的
帧的概念. (对于频率范围在示波器采样速率一半以下的信号, 实时采样是理想的方式. 采样快速,单脉冲和瞬态信号, 实时采样是的方式.为了数字化高频瞬态信号,必需要有足够的采样率.
什么是示波器等效采样率?答: 采样率就是采样时间间隔。比如，如果示波器的采样率是每秒10G次（10GSa/s），则意味着每100ps进行一次采样。超过带宽5倍以上的采样率提供了良好的测量精度。存储深度＝时基×波形所占格数×采样率。示波器存储深度有什么作用?答: 存储深度 ＝ 采样率 × 采样时间:(A/D数字化后的八位二进制波形信息存储到示波器的高速CMOS存储器中，就是示波器的存储，这个过程是“写过程”。)对于示波器，其存储深度是一定的，但是在实际测试中所使用的存储长度却是可变的。在存储深度一定的情况下，存储速度越快，存储时间就越短，他们之间是一个反比关系。存储速度等效于采样率，存储时间等效于采样时间，采样时间由示波器的显示窗口所代表的时间决定.
什么是示波器带宽?购买时，我们如何决定买多大带宽的示波器？答: 示波器带宽指的是正弦输入信号衰减到到其实际幅度的70.7%时的频率值,即-3dB点,基于对数标度.(带宽越高,信号的再现越准确.如没有足够的带宽,示波器将无法分辨高频的变化.幅度将出现失真,边缘将会消失,细节数据将被丢失. 如没有足够的带宽,得到的关于信号的所有特性,响铃和振铃等都毫无意义.)示波器是一种使用非常广泛，且使用相对复杂的仪器。用示波器能观察各种不同电信号幅度随时间变化的波形曲线，在这个基础上示波器可以应用于测量电压、时间、频率、相位差和调幅度等电参数。下面介绍用示波器观察电信号波形的使用步骤。选择Y轴耦合方式 根据被测信号频率的高低，将Y轴输入耦合方式选择“AC-地-DC”开关置于AC或DC。 选择Y轴灵敏度 根据被测信号的大约峰-峰值（如果采用衰减探头，应除以衰减倍数；在耦合方式取DC档时，还要考虑叠加的直流电压值），将Y轴灵敏度选择V/div开关（或Y轴衰减开关）置于适当档级。实际使用中如不需读测电压值，则可适当调节Y轴灵敏度微调（或Y轴增益）旋钮，使屏幕上显现所需要高度的波形。 选择触发（或同步）信号来源与极性 通常将触发（或同步）信号极性开关置于“+”或“-”档. 选择扫描速度 根据被测信号周期（或频率）的大约值,将X轴扫描速度t/div（或扫描范围）开关置于适当档级.实际使用中如不需读测时间值,则可适当调节扫速t/div微调（或扫描微调）旋钮,使屏幕上显示测试所需周期数的波形.如果需要观察的是信号的边沿部分,则扫速t/div开关应置于快扫速档. 5．输入被测信号 被测信号由探头衰减后（或由同轴电缆不衰减直接输入,但此时的输入阻抗降低、输入电容增大）,通过Y轴输入端输入示波器.
滑的过渡，以免在焊道与坡口间形成未融合状的尖角，如果在盖面或填充前对这缺陷不加以处理，那么在熔合线位置易出现微小的点状缺陷(俗称蟹脚点缺陷)。
为保证焊缝正面成形及防止焊缝背面内凹的现象，在管道接头组对时，应充分考虑在焊接时的收缩情况，组对间隙应预留一定的余量。图5为在组装间隙较大时，采用的焊接手法。采用直线摆动加斜锯齿的手法在焊缝正面成形中能得到比较好的效果，焊缝成型如图6所示。当管道组装间隙较大时，焊缝则易出现烧穿的现象或出现焊缝成形不良的情况，这是由于熔池在坡口边缘形成后，熔化的金属经焊丝填加后无法向另一边坡口进行平滑地进行过渡，此时，应采用焊枪摆动对原来的焊缝金属进行过渡，在摆动过程中使焊缝金属不断地“长肉”以实现平滑地向另一边坡口过渡，从而形成一个完整的焊缝形成过程。图7为反月牙施焊手法示意图，实际焊缝成形形貌如图8所示，的焊接参数见表3。
采用该焊接手法焊缝成形美观，焊接效率高，一般在焊缝的填充层或盖面层运用较为广泛，但是如果在焊缝的打底层采用该手法则容易出现烧穿或出现焊缝背面成形不佳的现象；该焊接手法对于焊工的技能要求较高，如果操作不熟练，焊缝正面成形不容易控制，容易出现焊缝直线度差，或出现焊瘤、咬边等现象；该焊接手法一般采用焊枪喷嘴紧贴坡口摇摆的方法进行焊接，焊工长时间焊接时，由于焊枪有依靠，焊枪不易抖动，焊工掌握焊枪的手指关节不容易烫伤。该方法焊接电流大，焊接效率高，但对焊工的体力消耗较大。在小口径管道焊缝焊接时，由于焊枪的角度变化太大，焊工在焊枪摆动时来不及对焊枪嘴的角度进行改变，造成焊缝成形不佳。因此，在管道打底焊及小口径管道焊接时，不采用反月牙焊接手法。
氩弧焊反月牙焊枪摇摆焊接手法由于焊枪摆动幅度较大，焊接熔池转移较快，较小的焊接电流无法保证熔池在移动过程中的形成，为保证熔池的形状，采用该手法焊接时需要比其它焊接手法增加5%左右的焊接电流，才能保证焊缝成形整齐一致。采用上述三种施焊手法在六批48人次的氩弧焊焊工培训中进行了试验比较，当采用正月牙焊接时，焊工的焊接效率较低，锯齿法焊接效率一般，而反月牙焊接效率为高。在PT外观检验时发现，采用正月牙手法的焊工焊缝直线度较好，焊缝高低差控制、焊缝背面成形控制及焊缝接头状态较好，但纹路成形较为混乱；采用锯齿形手法的焊工在外观成形中纹路平直有规律，焊缝背面成形较好。采用内加丝时，无内凹现象的产生；采用反月牙摇摆法焊接时焊缝表面呈双片鱼鳞状排列，纹路较为美观，但在焊缝的边缘由于摆动速度较快容易出现点状咬边的情况，在焊缝的背面由于采用较大的电流缘故时有高低不平的现象出现。
在RT检测中发现，采用正月牙的焊工焊缝合格等级明显地要高于其它二种焊接手法的焊工，10天培训期水平管固定考核中，合格率达到90%，缺陷主要存在的形式为下部6点位容易出现内凹的现象及焊缝接头有点状的未熔合；采用锯齿形手法焊接的10天培训期水平固定考核合格率在85%，其缺陷存在的形式一般为焊缝正面容易出现条状的未熔合现象，中间层容易出现点状的夹杂缺陷；采用反月牙摆动方式的焊缝合格率在80%左右，其缺陷一般为焊缝背面容易超高或焊瘤，焊缝中间边缘容易出现夹渣的现象。三种焊接手法综合对比情况见表4。焊接方式焊接速度焊缝成形合格率体力消耗正月牙较慢直线度好、纹路乱、背面成形好较高一般锯齿一般直线度好、纹路规则、背面成形好一般一般反月牙较快直线度好、纹路美观、背面成形差一般较大采用正月牙手法在小口径管道焊接中合格率较高，锯齿形手法的合格率次之，而反月牙手法的合格率较低。
传统的扫描调谐式频谱分析是一个模拟系统;而VSA基本上是一个使用数字数据和数学算法来进行数据分析的数字系统。VSA软件可以接收并分析来自许多测量前端的数字化数据，使您的故障诊断可以贯穿整个系统框图。图1.矢量信号分析过程要求输入信号是一个被数字化的模拟信号，然后使用DSP技术处理并提供数据输出;FFT算法计算出频域结果，解调算法计算出调制和码域结果。VSA的一个重要特性是它能够测量和处理复数数据，即幅度和相位信息。实际上，它之所以被称为“矢量信号分析”正是因为它采集复数输入数据，分析复数数据，并输出包含幅度和相位信息的复数数据结果。矢量调制分析执行测量的基本功能。在下一篇“矢量调制分析基础”中。
您将了解到矢量调制与检波的概念。在使用适当前端的情况下，VSA可以覆盖射频和微波频段，并能提供额外的调制域分析能力。这些改进可以通过数字技术来实现，例如模拟-数字转换，以及包含数字中频(IF)技术和快速傅立叶变换(FFT)分析的DSP。因为要分析的信号变得越来越复杂，一代的信号分析仪已经过渡到数字架构，并且往往具有许多矢量信号分析和调制分析的能力。有些分析仪在对信号进行放大，或进行一次或多次下变频之后，就在仪器的输入端数字化信号。在大部分现代分析仪中，相位连同幅度信息都被保留以进行真正的矢量测量。另一方面，其它的前端如示波器和逻辑分析仪等对整个信号进行数字化，同时也保留了相位和幅度信息。VSA无论作为合成的测量前端的一部分。
还是单独在内部运行或在与前端相连的计算机上运行的软件，它的分析能力都依赖于前端的处理能力，无论前端是综合测量专用软件，还是矢量分析测量动态信号并产生复数数据结果。VSA相比模拟扫描调谐分析有着独特的优势。一个主要的优势是它能够更好地测量动态信号。动态信号通常分为两大类:时变信号或复数调制信号。时变信号是指在单次测量扫描过程中，被测特性发生变化的信(例如突发、门限、脉冲或瞬时信)。复数调制信号不能用简单的AM、FM或PM调制单独描述，包含了数字通信中大多数调制方案，例如正交幅度调制(QAM)。扫描调谐分析显示了一个窄带IF滤波器对输入信号的瞬时响应。矢量分析使用FFT将大量时域采样转换到频域频谱。
传统的扫描频谱分析实际上是让一个窄带滤波器扫过一系列频率，按顺序每次测量一个频率。对于稳定或重复信号，这种扫描输入的方法是可行的，然而对扫描期间发生变化的信号，扫描结果就不能地代表信号了。还有，这种技术只能提供标量(仅有幅度)信息，不过有些信号特征可以通过进一步分析频谱测量结果推导得出。VSA测量过程通过信号“快照”或时间记录，然后同时处理所有频率，以仿真一系列并联滤波器从而克服了扫描局限。例如，如果输入的是瞬时信号，那么整个信号被捕获(意味着该时刻信号的所有信息都被捕获和数字化);然后经过FFT运算，得出“瞬时”复数频谱对频率的关系。这一过程是实时进行的，所以就不会丢失输入信号的任何部分。
基于这些，VSA有时又称为“动态信号分析”或“实时信号分析”。不过，VSA跟踪快速变化的信号的能力并不是无限制的。它取决于VSA所具有的计算能力。并行处理为高分辨率(窄分辨率带宽)测量带来另一个潜在的优势：那就是更短的测量时间。如果你曾经使用过扫描调谐频谱分析仪，就会知道在较小小频率扫宽下的窄分辨率带宽(RBW)测量可能非常耗时。扫描调谐分析仪对逐点频率进行扫描的速度要足够慢以使模拟分辨率带宽滤波器有足够的建立时间。与之相反，VSA可以测量整个频率扫宽。不过，由于数字滤波器和DSP的影响，VSA也有类似的建立时间。与模拟滤波器相比，VSA的扫描速度主要受限于数据采集和数字处理的时间。但是，VSA的建立时间与模拟滤波器的建立时间相比通常是可以忽略不计的。
对于某些窄带测量，VSA的测量速度可以比传统的扫描调谐分析快1000倍。在扫描调谐频谱分析中，扫描滤波器的物理带宽限制了频率分辨率。VSA没有这一限制。VSA能够分辨间隔小于100μHz的信号。VSA的分辨率通常受限于信号和测量前端的频率稳定度，以及在测量上希望花费的时间的限制。分辨率越高，测量信号所需要的时间(获得要求的时间记录长度)就越长。另一个极为有用的特性是时间捕获能力。它使你可以完整无缺地记录下实际信号并在以后重放，以便进行各种数据分析。捕获的信号可用于各种测量。例如，捕捉一个数字通信的发射信号，然后既进行频谱分析也进行矢量调制分析，以测量信号质量或识别信号缺损。使用数字信号处理(DSP)还带来其它优势；
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