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对于需要检测微小信号的应用，就需要低噪声的频谱仪，这对仪器的放大器电路和频率合成器以及基准都提出了很高的要求。对于很多小信号的测量，并不是只需加个放大器那么简单。作为附加和扩展功能，硬件上主要有跟踪发生器前置放大器中频输出通信端口。跟踪发生器主要是用来配合频谱仪显示两端口网络的频幅特性，前置放大器主要用来显示微小信号，多用在EMC/EMI中。在软件上，主要是授权一些功能的开放和附加测量功能的软件。在同等级技术水平下，台式频谱仪的性能无疑是好的。
目前高性能的频谱仪和信号分析仪体积和重量虽有改善，但都还是很大，其提供的性能主要适合对复杂和瞬时信号进行精密分析和对新型数字信号进行测量。便携式频谱仪一般可以视为通用频谱仪，提供主流的性能，适合常规传统应用。手持式频谱仪提供尚可的性能，适合现场的快速检测和高移动性要求。在业余电台中的典型应用测量发射机的发射频谱和带外辐射是频谱仪在业余电台中的典型应用之一。理想的发射机发出的射频信号应该仅为工作频率的信号，但实际上，由于电子电路的一些特性，发射机在输出主射频信号的同时还会输出一些谐波，典型的情况就是会在工作频率的整数倍频上出现谐波发射。
例如，一部工作在MHz发射的电台，多多少少会在倍频MHz倍频MHz等倍数频率上发射。有兴趣的爱好者可以做一个简单的试验，用一部对讲机在MHz上发射，同时在很近的距离用另一部对讲机在MHz频率上接收正好是m波段对讲机工作频率的倍，一定会听到MHz对讲机发出的声音，这就说明存在倍频谐波发射。谐波的发射如果不加以控制，会无意中干扰其他的通信和电子设备工作，所以发射机在功率放大器的后级都设有低通滤波器，以尽量抑制高次谐波的输出。
对无线电设备的带外发射有严格的规定，杂波散射也是无线电管理局对发射机强检的必然项目。实际设备使用中，由于设备故障或者滤波器元器件老化等原因，都会引起发射机杂波增大。频谱仪是检测带外发射的利器，通过频谱仪的搜索功能可以检测到发射机的带外发射点以及每个发射点的输出幅度。对于自制发射机和功率放大器的业余电台爱好者，通过频谱仪，能有效调整末级滤波器，将带外辐射抑制到小，同时将对主通信信号的影响降到低。
传感器是一种获取被测信号的装置，是人类探索自然界信息，实现测试和控制的首要环节。传感器性能的优劣将直接影响整个测试系统的丁作特性，从而影响整个测试任务的完成。传感器的定义传感器技术与现代技术、计算机技术并列为现代信息产业的二大支柱。若计算机相当于人的大脑，通常相当于人的神经，而传感器就相当于人的感觉器官。其中，视觉传感器相当于人的眼暗，如X射线、紫外线、红外线、可见光传感器等；听觉传感器相当于人的耳朵，如超声波、声波传感器等；嗅觉传感器相当于人的鼻子，如气敏传感器等；味觉传感器相当于人的舌头，如离子敏传感器等；触觉传感器相当于人的皮肤，如压力、温度、湿度传感器等。传感器是种能感受规定的被测量，并按一定规律将其转换成某种可用输出信号的测量 装置。这一定义表示：传感器是测量装置，能感受被测量的变化，完成检测任务；
被测量以是物理量，也可以是化学量、生物量等；输出信号是某种便于传输、转换、处理、显示的可用信号，如电参量（电阻、电容、电感)、电信号（电压、电流、电荷)、光信号、频率信号等，输出信号的形式由传感器的原理确定。由于电信号易于传输、转换和处理， 所以一般概念上的传感器足指将被测量转换成电信号输出的测量装置。传感器测量与控制系统的首要环节，必须只有快速、准确、可靠且又能经济地实现信息转换的基本特点，应满足一些必要的条件：输出信号与被测量之间其有确定的因果关系，是被测量的单值函数。输出信号能够与系统、信号处理系统或光学系统匹配，适于传输、转换、处理和显示。具有尽可能宽的动态范围、良好的响应特性、足够高的分辨率和信号噪声比。对被测量的干扰尽可能小，尽可能不消耗被测系统的能量，不改变被测系统原有 的状态。性能稳定可靠，不受被测量参数因素的影响，抗外界干扰能力强。便于加工制造，其有可互换性。适应性强，具有一定的过载能力。成本低、寿命长、使用维修方便等。传感器的作用传感器是人类探知自然界信息的触角，通过传感器可以探索人的感觉器官无法感知的信息。例如，传感器不仅可以检测人无法忍受的高温、高压、辐射等恶劣环境，而且还能检测出人体感官不能感知的高频、高能、微电磁场、射线等各种信息。传感器处于被测量与测控系统的接口位置，是感知、获取与检测自然界信息的窗口，是现代测量技术、自动控制技术的重要基础。如果没有高保典和性能可靠的传感器对原始信息进行准确可靠的捕获与转换，一切准确的测量与控制将无法实现。传感器足科学技术迅速发展、人类生存环境发生改变以及向未来空间拓展的关键基础部件，传感器技术早已渗透到工农业生产、交通运输、环境保护、资源开发、生物工程、 医疗卫生、家用电器、宇宙探索、海洋探测等极其广泛的领域。可以亳不夸张地说，从宏观的茫茫宇宙探索到微观的粒子研究，从各种复杂的工.程系统到口常生活的衣食住行，几乎每一个领域都离不开各种各样的传感器。归纳起来，传感器具有以下作用。信息釆集现代信息技术的棊础是信息采集、信息传输与信息处理。传感器位于信息采集系统之首, 是感知、获取各个领域中信息的关键部件，科学技术研究与自动化生产过程中所要获取的各种信息都要通过传感器获取并转换成可用信号。如科学技术中的计量测试、产品制造与销售中所需的计量等都要由传感器获取准确的信息。没有传感器技术的发展，信息技术就成为一句空话，通信技术和计算机技术也就成了无源之水。
诊断与报警传感器可以对所关心的信息进行采集，然后对系统或装置的某种状态进行监测判断，若发现异常情况，会发出警告信号并启动保护，这样就可以对系统或装置进行管理。 如产品质量是否合格、设备工况是否正常、人体部位异常诊断等都要由传感器监测判断来完 成。科学技术越发达，自动化程度越高，工业生产和科学研究对传感器的依赖性就越强。检测与控制在现代化工业生产中，随着生产过程自动化程度的提高，传感器己成为实现检测与控制的关键部件。如果没有传感器对生产过程中的各个参数进行检测与控制，生产设备将无法达到的工作状态，产品质量也将无法保证。
在航空航天技术领域，现代飞行器上安装着各种各样的传感器、显示器与控制系统，传感器苜先对反映飞行器的飞行参数和姿态以及发动机丁作状态的各种参数进行检测，然后由显示器提供给驾驶员去控制和操作飞行器，或者由控制系统去控制自动驾驶仪、发动机调节器，使飞机进行自动驾驶和发动机的自动调节，以保证各种飞行任务的顺利完成。在家用电器和医疗卫生方面，传感器也得到普遍应用。如自动冼衣机、微波炉、电热水器、电冰箱、空调、电子体温计、电子血压计、脉搏计等家用电器和医疗保健产品进入千家万户，对提高人们的生活水平和水平起到了非常重要的作用。21世纪人类进入信息电子化的时代，随着人类探知领域和空间的拓展，传感器技术的重要性显得更为突出。如美国将传感器技术列为20世纪90年代22项关键技术之一； 日本将传感器技术列为20世纪80年代十大技术之首；我国也将传感器技术列为20世纪80年代重点发展的高新技术之一。可见，传感器技术是一项与现代技术密切相关的尖端技 术，世界上各个都十分重视发展传感器技术，相继将传感器技术列为末来发展的核心技术之--。
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)。
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