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스펙트럼 애널라이저

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목차

1. 개요

스펙트럼 분석기는 신호의 주파수 특성을 분석하는 데 사용되는 계측 장비이다. 1960년대에 주파수 가변형 기기로 처음 등장했으며, 이후 FFT(고속 푸리에 변환) 기술을 기반으로 하는 분석기가 개발되었다. 스펙트럼 분석기는 주파수 가변형, FFT 기반, 실시간 FFT 분석기 등 다양한 유형으로 나뉘며, 작동 방식, 폼 팩터에 따라 데스크톱, 휴대용, 핸드헬드, 네트워크형으로 구분된다. 주요 기능으로는 중심 주파수 설정, 스팬 설정, 분해능 대역폭 조정 등이 있으며, RF(무선 주파수), 오디오, 광학 분야 등 다양한 응용 분야에서 활용된다. 주요 제조사로는 키사이트, 로데 & 슈바르즈, 텍트로닉스 등이 있다.

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2. 역사

1960년대에 처음 등장한 스펙트럼 분석기는 주파수 가변형 기기였다.[1]

1965년 고속 푸리에 변환(FFT)이 발견된 후, 1967년에 최초의 FFT 기반 분석기가 도입되었다.[2]

오늘날에는 주파수 가변형 스펙트럼 분석기, 벡터 신호 분석기, 그리고 실시간 스펙트럼 분석기, 이렇게 세 가지 기본 유형의 분석기가 있다.[1]

3. 종류

스펙트럼 분석기는 신호의 스펙트럼을 얻는 방법에 따라 여러 종류로 나뉜다. 1960년대에 처음 등장한 스펙트럼 분석기는 주파수 가변형 기기였다.[1] 1967년에는 고속 푸리에 변환(FFT) 기반 분석기가 도입되었다.[2]

오늘날에는 크게 세 가지 기본 유형의 분석기가 있다.[1]


  • 주파수 가변형 스펙트럼 분석기
  • 벡터 신호 분석기
  • 실시간 스펙트럼 분석기


저주파에서 주파수 특성 측정 및 소음 측정에도 사용된다. 저주파용 스펙트럼 분석기는 옥타브 밴드로 분할된 밴드 패스 필터의 집합체로, 출력에 일정 시정수를 갖도록 표시하는 것이 일반적이다. 최근에는 밴드 패스 필터를 사용한 하드웨어 대신, 입력을 AD 변환하여 고속 푸리에 변환 결과를 밴드 패스 표시로 재계산하여 표시하는 방식이 많아졌다. FFT 분석기라고도 불린다. 옥타브 밴드는 IEC 61260에 의해 규격화된 1oct 또는 1/3oct를 사용하며, 1/3oct로 분할하는 경우 27~33 밴드 정도를 표시한다.

3. 1. 작동 방식에 따른 분류

슈퍼헤테로다인 수신기 방식을 사용하여 입력 신호를 주파수 변환하고, 대역 통과 필터를 통과시켜 각 주파수 성분의 크기를 측정하는 주파수 가변형 (Swept-tuned) 분석기가 있다. 이 방식은 전압 제어 발진기를 사용하여 수신기의 중심 주파수를 주파수 범위 내에서 스윕함으로써 출력이 주파수의 함수가 되도록 한다. 하지만, 스윕 과정에서 특정 주파수에 머무르는 동안 다른 주파수에서 발생하는 짧은 지속 시간의 이벤트를 놓칠 수 있다.[3] 분해능 대역폭(RBW)이 작을수록 스펙트럼 해상도는 높아지지만, 스윕 시간과 해상도 사이에는 상충 관계가 존재한다.[4]
FFT 기반 분석기는 고속 푸리에 변환(FFT)을 사용하여 입력 신호를 주파수 영역으로 변환하고, 각 주파수 성분의 크기를 계산한다. 이 방식은 주기 도표를 계산하며, 일반적으로 슈퍼헤테로다인 수신기 및 아날로그-디지털 변환기와 함께 사용된다. FFT 분석기는 낮은 샘플링 속도에서 모든 샘플을 처리할 수 있어 짧은 지속 시간의 이벤트를 놓치지 않는다.[5] FFT 기반 분석기의 주파수 분해능은 측정 시간 ''T''의 역수(\Delta\nu=1/T)이다.
하이브리드 슈퍼헤테로다인-FFT 분석기는 광대역 분석에는 주파수 가변형 방식을, 협대역 분석에는 FFT 방식을 결합하여 사용한다. 이 방식은 신호를 다운 변환하고 중간 주파수를 디지털화하여 디지털 필터를 사용함으로써 아날로그 필터에 비해 다양한 장점을 가진다.
실시간 (Realtime) FFT 분석기는 FFT를 실시간으로 처리하여 신호의 변화를 놓치지 않고 분석한다. 이 분석기는 "실시간 대역폭" 내에서 블라인드 타임 없이 시간 영역에서 RF 스펙트럼을 샘플링하고 FFT를 통해 주파수 영역으로 변환한다. FFT는 병렬, 갭리스(gapless), 오버랩 방식으로 처리되어 정보 누락을 방지한다.[6] 실시간 분석기는 벡터 신호 분석기 기능을 포함하는 경우가 많으며, 데이터 샘플링 속도와 FFT 속도가 중요하다.

3. 2. 폼 팩터에 따른 분류

스펙트럼 분석기는 폼 팩터에 따라 데스크톱, 휴대용, 핸드헬드, 네트워크형으로 분류된다.

  • 벤치탑 (Benchtop)


주로 실험실이나 생산 현장에서 사용되는 고정형 분석기이다. 벤치탑 스펙트럼 분석기는 일반적으로 휴대용이나 핸드헬드 폼 팩터보다 더 나은 성능과 사양을 제공한다. 또한, 프로세서에서 발생하는 열을 발산하기 위해 여러 개의 팬을 가지고 있으며, 무게는 30lbs 이상이다. 일부 벤치탑 스펙트럼 분석기는 배터리 팩을 옵션으로 제공하여 AC 전원 없이도 사용할 수 있으며, 이러한 분석기는 "휴대용" 스펙트럼 분석기라고도 불린다.

  • 휴대용 (Portable)


휴대용 스펙트럼 분석기


야외에서 측정하거나 휴대해야 하는 경우에 유용하다. 휴대용 스펙트럼 분석기는 다음과 같은 특징을 갖는다.

특징
배터리 전원 작동 (옵션)
밝은 햇빛, 어둠, 먼지가 많은 환경에서도 잘 보이는 디스플레이
가벼운 무게 (일반적으로 15lbs 미만)


  • 핸드헬드 (Handheld)


매우 가볍고 작아야 하는 경우에 유용하다. 휴대용 분석기는 일반적으로 더 큰 시스템에 비해 기능이 제한적이다. 휴대용 스펙트럼 분석기는 다음과 같은 특징을 갖는다.

특징
매우 낮은 전력 소비
배터리 작동
매우 작은 크기
가벼운 무게 (일반적으로 2lbs 미만)


  • 네트워크형 (Networked)


디스플레이가 없으며, 지리적으로 분산된 스펙트럼 모니터링 및 분석 애플리케이션을 위해 설계되었다. 네트워크형 분석기는 네트워크를 통해 원격으로 제어하고 모니터링할 수 있다. 주요 응용 분야로는 무선 신호가 금지된 보안 시설의 RF 침입 탐지 시스템, 이동 통신 사업자의 라이선스 스펙트럼 대역 간섭 원격 모니터링 등이 있다. 네트워크형 분석기는 다음과 같은 특징을 갖는다.

특징
네트워크 효율적인 데이터 전송
낮은 전력 소비
분석기 네트워크를 통해 데이터 캡처 동기화 기능
대량 배포를 위한 저렴한 비용


4. 작동 원리

스펙트럼 분석기는 무선 통신에서 사용되는 기본적인 측정 장비로, 대한민국 방송통신위원회에서는 '스펙트럼 분석기'라고 부른다. 작동 원리는 크게 주파수 가변형 분석기와 FFT 기반 분석기로 나뉜다.


  • 주파수 가변형 분석기: 슈퍼헤테로다인 수신기와 유사하게 작동하며, 전압 제어 발진기를 사용해 입력 신호 스펙트럼의 일부를 대역 통과 필터의 중심 주파수로 변환한다. 이 방식으로 기기의 전체 주파수 범위를 측정할 수 있다. 분해능 대역폭(RBW)은 기기로 감지할 수 있는 최소 대역폭을 결정하며, 대역폭이 작을수록 스펙트럼 해상도는 높아지지만, 전체 주파수 범위를 표시하는 속도는 느려진다. 스윕 시간은 공식 $ ST=\frac{k(\mathrm{Span})}{RBW^2}$ 로 표현된다.[3] 너무 빠른 스윕은 표시되는 진폭을 감소시키고 주파수를 이동시킬 수 있다.[4] 주파수 믹서는 합과 차 주파수를 모두 생성하여 상향 및 하향 변환된 스펙트럼이 모두 나타나며, 국부 발진기의 누설은 IF 신호 경로로부터 불완전하게 격리되어 발생한다. 매우 약한 신호의 경우 전치 증폭기가 사용되지만, 고조파 및 상호 변조 왜곡으로 인해 원래 신호에 없던 새로운 주파수 성분이 생성될 수 있다.

  • FFT 기반 분석기: 주기 도표를 계산하며, FFT는 이 과정에 사용되는 특정 수학적 알고리즘을 가리킨다. 이는 일반적으로 슈퍼헤테로다인 수신기 및 아날로그-디지털 변환기(ADC)와 함께 사용된다. 수신기는 입력 신호 스펙트럼의 일부 중심 주파수를 낮추지만, 그 부분은 스윕되지 않는다. 수신기의 목적은 분석기가 처리해야 하는 샘플링 속도를 줄이는 것이다. FFT 기반 스펙트럼 분석기의 주파수 분해능은 $ \Delta\nu=1/T$이며, 이는 파형이 측정되고 푸리에 변환되는 시간 ''T''의 역수이다. 디지털 스펙트럼 분석기에서 푸리에 변환 분석을 수행할 때, 나이퀴스트 한계에 따라 입력 신호를 신호 대역폭의 2배 이상인 샘플링 주파수 $ \nu_s$로 샘플링해야 한다. 그러면 푸리에 변환은 0에서 $ \nu_s/2$까지의 모든 주파수를 포함하는 스펙트럼을 생성한다.[5] FFT 기반 분석기는 좁은 대역만 고려할 수 있으므로 광대역 및 협대역을 고려하기 위해 스윕 분석과 FFT 분석을 결합하는 기술이 사용된다. 이 방법은 먼저 신호를 다운 변환한 다음, 중간 주파수를 디지털화하고 슈퍼헤테로다인 또는 FFT 기술을 사용하여 스펙트럼을 획득함으로써 가능하다. 중간 주파수를 디지털화하는 것은 디지털 필터를 사용할 수 있다는 장점이 있다. 디지털 필터는 아날로그 필터에 비해 거의 완벽한 형상 계수와 향상된 필터 정착 시간과 같은 장점이 있다. 또한 협대역을 고려할 때 FFT를 사용하여 표시되는 스펙트럼을 왜곡시키지 않고 스윕 시간을 늘릴 수 있다. 최근에는 LimeSDR과 같은 소프트웨어 정의 라디오에서 아날로그-디지털 변환기를 거쳐 디지털 신호로 변환한 후, 고속 푸리에 변환으로 주파수 분포를 표시하는 기능을 갖춘 모델도 있다.

4. 1. 주파수 가변형 분석기

슈퍼헤테로다인 수신기와 유사하게 동작하는 주파수 가변형 스펙트럼 분석기는 전압 제어 발진기를 사용하여 입력 신호 스펙트럼의 일부를 대역 통과 필터의 중심 주파수로 변환한다. 이 방식을 통해 기기의 전체 주파수 범위를 스위핑하여 측정할 수 있다.

대역 통과 필터의 대역폭은 분해능 대역폭(RBW)을 결정하며, 이는 기기로 감지할 수 있는 최소 대역폭과 관련이 있다. 대역폭이 작을수록 스펙트럼 해상도는 높아지지만, 전체 주파수 범위를 디스플레이가 업데이트하는 속도와 주파수 해상도 사이에는 절충 관계가 존재한다. 스윕 시간은 다음 공식으로 표현된다.

:\ ST=\frac{k(\mathrm{Span})}{RBW^2}

여기서 ST는 스윕 시간(초), k는 비례 상수, Span은 고려 중인 주파수 범위(헤르츠), RBW는 분해능 대역폭(헤르츠)이다.[3] 너무 빠른 스윕은 표시된 진폭을 감소시키고 주파수를 이동시킨다.[4]

주파수 믹서는 합과 차 주파수를 모두 생성하기 때문에, 상향 및 하향 변환된 스펙트럼이 모두 나타난다. 국부 발진기의 누설은 IF 신호 경로로부터 완벽하지 않은 격리로 인해 발생한다.

매우 약한 신호의 경우, 전치 증폭기가 사용되지만, 고조파 및 상호 변조 왜곡은 원래 신호에 없던 새로운 주파수 성분을 생성할 수 있다.

4. 2. FFT 기반 분석기

FFT 분석기는 일련의 주기 도표를 계산한다. FFT는 이 과정에 사용되는 특정 수학적 알고리즘을 가리킨다. 이는 일반적으로 슈퍼헤테로다인 수신기 및 아날로그-디지털 변환기(ADC)와 함께 사용된다. 수신기는 입력 신호 스펙트럼의 일부 중심 주파수를 낮추지만, 그 부분은 스윕되지 않는다. 수신기의 목적은 분석기가 처리해야 하는 샘플링 속도를 줄이는 것이다. 충분히 낮은 샘플링 속도로, FFT 분석기는 모든 샘플을 처리할 수 있으며(100% 듀티 사이클), 따라서 짧은 지속 시간의 이벤트를 놓치지 않을 수 있다.[5]

FFT 기반 스펙트럼 분석기의 주파수 분해능은 \Delta\nu=1/T이며, 이는 파형이 측정되고 푸리에 변환되는 시간 ''T''의 역수이다.

디지털 스펙트럼 분석기에서 푸리에 변환 분석을 수행할 때, 나이퀴스트 한계에 따라 입력 신호를 신호 대역폭의 2배 이상인 샘플링 주파수 \nu_s로 샘플링해야 한다. 그러면 푸리에 변환은 0에서 \nu_s/2까지의 모든 주파수를 포함하는 스펙트럼을 생성한다. 이는 푸리에 변환에 필요한 아날로그-디지털 변환기 및 처리 능력에 상당한 요구 사항을 부과할 수 있으며, FFT 기반 스펙트럼 분석기의 주파수 범위를 제한한다.[5]

FFT 기반 분석기는 좁은 대역만 고려할 수 있으므로 광대역 및 협대역을 고려하기 위해 스윕 분석과 FFT 분석을 결합하는 기술이 사용된다. 이 기술은 더 빠른 스윕 시간을 가능하게 한다.

이 방법은 먼저 신호를 다운 변환한 다음, 중간 주파수를 디지털화하고 슈퍼헤테로다인 또는 FFT 기술을 사용하여 스펙트럼을 획득함으로써 가능하다.

중간 주파수를 디지털화하는 한 가지 이점은 디지털 필터를 사용할 수 있다는 점이다. 디지털 필터는 거의 완벽한 형상 계수와 향상된 필터 정착 시간과 같은 아날로그 필터에 비해 다양한 장점이 있다. 또한 협대역을 고려할 때 FFT를 사용하여 표시된 스펙트럼을 왜곡시키지 않고 스윕 시간을 늘릴 수 있다.

최근에는 LimeSDR과 같은 소프트웨어 정의 라디오에서 아날로그-디지털 변환기를 거쳐 디지털 신호로 변환한 후, 고속 푸리에 변환으로 주파수 분포를 표시하는 기능을 갖춘 모델도 있다.

5. 주요 기능

중심 주파수 (Center frequency): 스펙트럼 분석기 디스플레이에서 정지 주파수와 시작 주파수 사이의 중간 주파수를 말하며, 디스플레이의 주파수 축 중앙에 있는 주파수이다.
스팬 (Span): 시작 주파수와 정지 주파수 사이의 범위를 지정한다. 중심 주파수 및 스팬을 통해 측정 스펙트럼의 가시성을 높이기 위해 장비의 주파수 범위 내에서 디스플레이를 조정할 수 있다.
분해능 대역폭 (Resolution bandwidth, RBW): IF 경로의 대역 통과 필터이다. 검출기 (전력 측정 장치) 앞의 RF 체인의 대역폭을 결정한다.[7] 이는 RF 잡음 바닥을 결정하며, 두 신호가 얼마나 가까이 있어야 분석기가 두 개의 개별 피크로 분해할 수 있는지를 결정한다.[7] RBW 필터의 대역폭을 줄이면 측정된 잡음 수준이 감소하며, 반대의 경우도 마찬가지이다.
비디오 대역폭 (Video bandwidth, VBW): 포락선 검출기 바로 다음에 위치하는 저역 통과 필터이다. 검출기 이후 신호 체인의 대역폭을 의미한다. 좁은 VBW는 검출기 출력의 노이즈를 제거하여 디스플레이를 "평활화"하는 데 사용된다.[7] VBW가 RBW보다 작으면 스윕 시간에 영향을 미치며, 다음 관계식을 통해 확인할 수 있다.

:t_\mathrm{sweep} = \frac{k \cdot (f_2 - f_1)}{\mathrm{RBW}\times \mathrm{VBW}}.

여기서 ''t''sweep는 스윕 시간, ''k''는 무차원 비례 상수, ''f''2 − ''f''1은 스윕의 주파수 범위, RBW는 분해능 대역폭, VBW는 비디오 대역폭이다.[8]
검출기 (Detector): 디지털 기반 디스플레이에서 측정되는 주파수 범위를 디지털화하여, 신호 전력을 디스플레이의 해당 주파수 지점에 적절하게 매핑하기 위해 사용된다. 일반적으로 샘플, 피크, 평균 검출기가 있다.


  • '''샘플 검출''': 주어진 간격의 중간점을 디스플레이 지점 값으로 사용한다. 랜덤 노이즈를 잘 나타내지만, 모든 사인파 신호를 항상 포착하지는 못한다.
  • '''피크 검출''': 주어진 간격 내에서 측정된 최대 지점을 디스플레이 지점 값으로 사용한다. 간격 내 최대 사인파는 측정되지만, 작은 사인파는 측정되지 않을 수 있다. 또한 랜덤 노이즈를 잘 표현하지 못한다.
  • '''평균 검출''': 간격 내의 모든 데이터 포인트를 사용하여 디스플레이 지점 값을 고려한다. 전력 (rms) 평균, 전압 평균, 로그-전력 평균으로 수행된다.

표시 평균 잡음 레벨 (Displayed Average Noise Level, DANL): 분석기에 표시되는 평균 잡음 레벨을 의미한다. 특정 분해능 대역폭(예: -120dBm @1 kHz RBW)을 사용하거나 1 Hz로 정규화(dBm/Hz 단위, 예: -150dBm/Hz)하여 나타낸다. 스펙트럼 분석기의 감도라고도 불린다.[9]

6. 응용 분야

스펙트럼 분석기는 다양한 분야에서 활용되는 중요한 측정 장비이다.


  • 무선 주파수 (RF) 회로 특성 측정: 입력 및 출력 스펙트럼을 비교하여 주파수 응답, 잡음, 왜곡 특성을 측정한다. RF 믹서에서 3차 상호 변조 생성물 및 변환 손실 레벨을 찾거나, RF 발진기에서 고조파 레벨을 찾는 데 사용된다.[10]
  • 통신: 점유 대역폭을 결정하고 간섭 소스를 추적한다. 셀 플래너는 GSM 주파수 대역 및 UMTS 주파수 대역에서 간섭 소스를 결정하는 데 사용한다.[10]
  • EMC 테스트: 기본적인 사전 규정 준수 테스트에 사용되지만, 전체 테스트 및 인증에는 EMI 수신기가 사용된다.[10]
  • 무선 송신기 작동 여부 결정: 의도된 통신 주파수 이외의 주파수에서 출력 신호를 확인한다. 또한 디지털 또는 아날로그 신호의 대역폭을 직접 관찰하여 결정한다.[10]
  • 스펙트럼 분석기 인터페이스: 무선 수신기 또는 개인용 컴퓨터에 연결되어 전자기 신호를 시각적으로 감지하고 분석하는 장치로, Wi-Fi 및 무선 라우터와 같은 무선 네트워킹 장비에 대한 간섭 소스의 주파수를 결정하는 데 사용된다.
  • RF 차폐 평가: 자기 공명 영상 장비의 위치에 특히 중요하며, 유해한 RF 필드는 MR 이미지에서 아티팩트를 발생시키기 때문이다.[10]
  • 오디오 신호 분석: 오디오 주파수에서 오디오 신호의 고조파를 분석한다. 정현파 신호의 왜곡을 측정하는 데 사용되며, "파형 분석기"로도 불렸다. 범용 디지털 컴퓨터와 사운드 카드, 소프트웨어를 사용하여 분석을 수행할 수 있다.[11] 낮은 왜곡 정현파를 사용하거나, 입력을 출력에서 빼고 감쇠 및 위상 보정하여 왜곡과 노이즈만 분석할 수 있다.[12]
  • 총 고조파 왜곡 측정: 노치 필터로 기본 주파수를 제거하고 총 나머지 신호(총 고조파 왜곡 + 노이즈)를 측정한다.[12]
  • 오디오 엔지니어링: 오디오 엔지니어가 자신의 작업을 평가하는 데 사용되며, 주파수 대역의 볼륨 레벨을 표시하고 피드백 위치를 찾아낸다.
  • 광학 스펙트럼 분석: 빛의 파장을 분리하기 위해 반사 또는 굴절 기술을 사용하며, 단색화 장치나 파브리-페로 간섭계를 사용할 수 있다.[13]
  • 진동 스펙트럼 분석: 다양한 구성 주파수에서 진동 진폭을 분석하여 기계 고장을 감지하거나 진단한다. 가속도계, 속도 변환기, 근접 센서 등의 센서 신호를 사용한다.
  • 기타: 무선 관련 업무, 방송통신위원회 관련 업무 등.

6. 1. 고주파 (RF) 분야

스펙트럼 분석기는 다음과 같은 다양한 용도로 활용된다.

  • 무선 통신기, 송신기, 수신기의 연구, 설계, 검사, 보수, 수리에 사용되어 송신파, 스퓨리어스, 로컬 신호를 관측한다.[10]
  • 현장 시험에서 전계 강도를 측정한다.[10]
  • EMC 측정에서 노이즈 레벨을 측정한다.[10]
  • 트래킹 제너레이터와 함께 사용하여 스칼라 네트워크 분석기로 사용한다.[10]
  • 통신에서 점유 대역폭을 결정하고 간섭 소스를 추적한다.
  • EMC 테스트에서 기본적인 사전 규정 준수 테스트에 사용된다.

6. 2. 저주파 분야

오디오 주파수에서 오디오 신호의 고조파를 분석하는 데 스펙트럼 분석기를 사용할 수 있다. 예를 들어, 정현파 신호의 왜곡을 측정하거나, 총 고조파 왜곡 측정을 통해 기본 주파수를 제거하고 총 나머지 신호(총 고조파 왜곡 + 노이즈)를 측정할 수 있다.[11][12] 오디오 엔지니어는 스펙트럼 분석기를 사용하여 인간 청력 범위 주파수 대역의 볼륨 레벨을 표시하고, 라이브 사운드 환경에서 피드백 위치를 찾아낼 수 있다.

진동 스펙트럼 분석기는 다양한 주파수에서 진동 진폭을 분석하여 특정 주파수에서 발생하는 진동을 식별하고 추적한다. 가속도계, 속도 변환기, 근접 센서 등의 센서 신호를 사용하여 기계 고장을 감지하고 진단할 수 있다. 예를 들어 로터 불균형, 샤프트 정렬 불량, 기계적 풀림, 베어링 결함 등을 진동 스펙트럼 분석기로 탐지할 수 있다. 구조적 공진을 식별하거나 모드 분석을 수행하기 위해 구조물에도 사용될 수 있다.

저주파용 스펙트럼 분석기는 일반적으로 옥타브 밴드로 분할된 밴드 패스 필터 집합체로 구성되며, 출력에 일정 시정수를 갖도록 표시한다. 최근에는 하드웨어 스펙트럼 분석기 대신 입력을 AD 변환하여 고속 푸리에 변환(FFT) 결과를 밴드 패스 표시로 재계산하는 FFT 분석기가 많이 사용된다.

옥타브 밴드는 IEC 61260 규격에 따라 1옥타브(1oct) 또는 1/3옥타브(1/3oct)를 사용하는 것이 일반적이며, 1/3옥타브 분할 시 27~33 밴드 정도를 표시한다. 실제 측정에서는 실시간 표시와 일정 시간 가산 평균 표시 기법이 사용되며, 기종에 따라 메모리 기록 및 프린터 등으로 외부 출력이 가능하다.

1980년대~90년대에 발매된 일부 라디오 카세트 레코더, 미니 컴포넌트 스테레오, 카 오디오에도 스펙트럼 분석기가 탑재되었으며, 컴포넌트 스테레오용으로도 판매되었다. 그래픽 이퀄라이저와 일체형 제품도 있다. 고급 오디오에서는 생략되거나 필요할 때만 장착하는 경우가 있으며, 확성 장치용으로도 사용된다. Windows Media Player나 닌텐도 DSi 사운드에도 음성 파일 재생 시 시각 효과로 스펙트럼 분석기 기능이 있다.

6. 3. 광 (Optical) 분야

광학 스펙트럼 분석기는 빛의 파장을 분리하기 위해 반사 또는 굴절 기술을 사용한다. 전기 광학 검출기는 빛의 세기를 측정하는 데 사용되며, 이는 일반적으로 라디오 또는 오디오 주파수 스펙트럼 분석기와 유사한 방식으로 화면에 표시된다.

광학 스펙트럼 분석기의 입력은 기기 케이스의 구멍, 광섬유 또는 광섬유 케이블을 부착할 수 있는 광 커넥터를 통해 이루어질 수 있다.

파장을 분리하는 데에는 여러 가지 기술이 있다. 한 가지 방법은 출력 슬릿에 광학 검출기를 배치한 단색화 장치를 사용하는 것이다. 예를 들어 체르니-터너(Czerny-Turner) 설계를 사용하는 경우가 있다. 단색화 장치의 격자가 움직임에 따라, 다른 주파수(색상)의 밴드가 검출기에 '보이며', 그 결과 신호는 디스플레이에 플롯될 수 있다. 아날로그 또는 디지털 제어 전자 장치와 함께 스캐닝 파브리-페로 간섭계를 사용하면 더 정확한 측정을 할 수 있다. 이는 전압 램프를 사용하여 광학적으로 공진하는 캐비티의 공진 주파수를 스윕하여 두 개의 고반사 거울 사이의 거리를 변경하는 압전 모터를 사용한다. 캐비티에 내장된 민감한 포토다이오드는 세기 신호를 제공하며, 이는 램프 전압에 대해 플롯되어 광학 파워 스펙트럼의 시각적 표현을 생성한다.[13]

광학 스펙트럼 분석기의 주파수 응답은 의도된 목적에 따라 800~1600nm (근적외선)과 같이 상대적으로 제한되는 경향이 있지만, (다소) 더 넓은 대역폭의 범용 기기도 사용할 수 있다.

7. 주요 제조사

제조사국가비고
키사이트 테크놀로지미국
애질런트 테크놀로지미국
어드반테스트일본
안리츠일본
로데 & 슈바르즈독일
텍트로닉스미국고속 푸리에 변환 방식 스펙트럼 분석기 판매
마이크로닉스일본
RF 네트워크일본
오노소키일본
리온일본
B&K
Goldline
Ivie
NTI
Terrasonde


8. 더불어민주당 관점에서의 스펙트럼 분석기 관련 주요 이슈 (4단계, 필요시)

더불어민주당 관점에서의 스펙트럼 분석기 관련 주요 이슈는 현재 원본 소스에 제공되지 않았습니다. 따라서 해당 섹션은 작성할 수 없습니다.

참조

[1] 웹사이트 Take A Peek Inside Today's Spectrum Analyzers http://electronicdes[...] 2005 2013-04-10
[2] 웹사이트 The 'Real' History of Real-Time Spectrum Analyzers http://www.sandv.com[...] 2007 2013-04-10
[3] 간행물 Keysight Spectrum Analyzer Basics https://www.keysight[...] August 2, 2006 2011-07-07
[4] 간행물 Keysight Spectrum Analyzer Basics https://www.keysight[...] August 2, 2006 2011-07-07
[5] 웹사이트 How do I know what is the best sampling rate to use for my measurement? - Keysight (formerly Agilent's Electronic Measurement) https://www.keysight[...] 2018-05-07
[6] 간행물 Dr. Florian Ramian – Implementation of Real-Time Spectrum Analysis https://www.rohde-sc[...] March, 2015 2018-02-09
[7] 웹사이트 [EE] TV Tuner Based Spectrum Analyzer http://www.piclist.c[...] 2012-05-25
[8] 간행물 Keysight Spectrum Analyzer Basics https://www.keysight[...] August 2, 2006 2011-07-13
[9] 간행물 Keysight Spectrum Analyzer Basics https://www.keysight[...] August 2, 2006 2018-03-25
[10] 웹사이트 Archived copy http://www.aapm.org/[...] 2012-04-11
[11] 웹사이트 ClariSonus Research Report #001, PC Sound Card Evaluation, John Atwood, 2006. http://www.clarisonu[...]
[12] 웹사이트 Renardson audio designs: Distortion measurement http://www.angelfire[...] 2018-05-07
[13] 웹사이트 Team Spectrum http://mason.gmu.edu[...] Final Report 2015-04-08
[14] 웹사이트 GigaSt http://www.wa.commuf[...]


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