頻譜分析儀是一種測試測量設備，主要用于射頻和微波信號的頻域分析，包括測量信號的功率，頻率，失真等。它的性能主要是從實時帶寬，動態范圍，靈敏度和功率測量準確度等四個方面來評價。那么這么高的性能需要什么樣的電路才能完成呢？我們已經迫不及待的想要拆開一臺頻譜分析儀來一探究竟啦！

我們找來了Siglent公司的SSA3032X頻譜分析儀，如圖.1所示，經過一番的拆解我們得到了如圖.2所示的電路板。從圖.2我們可以知道圖.1所示的光譜儀的內在部件，其中就有Xilinx公司的Spartan-6 LX45 FPGA，根據FPGA在板子之中的位置我們可以知道，FPGA是用來實時控制SA的模擬信號片段，并且進行模數轉換，進行儀器的圖像處理和2014*600像素的LCD控制，顯示和處理儀器的前表盤的控制面板功能選項。總的來說，FPGA作為頻譜分析儀的實時控制器，和板上TI Sitara公司的微處理器一同工作，其中微處理器是基于ARM Cortex-A8 IP核的微處理器。這兩個硬件芯片支持了頻譜分析儀能夠處理從9KHz到3.2GHz的信號，在10kHz的抵消相位噪聲下顯示的平均噪聲水平在-161dBm/Hz，整體的放大精度小于0.7dB，1Hz的最小分辨率帶寬。（圖.1 Siglent SSA3032X 9KHz-3.2GHz 頻譜分析儀和信號跟蹤發生器）

圖.2 Siglent SSA3032型號內有Xilinx Spartan-6 FPGA進行實時的控制

打破沙鍋問到底！為什么Spartan-6 FPGA能夠完美勝任這么多的功能呢？原來這款FPGA支持較多種的接口協議，有著較低的邏輯到引腳比率，較小的封裝，內部還有MicroBlaze? 軟核處理器，支持800Mb/s的DDR3內存，支持多種I/O協議（支持超過40種的I/O協議標準），支持8個低功耗的3.2G/s的串行傳輸，提供1.2V核電壓和1.0V核電壓的選擇，bibernate省電模式下能實現零功耗，采用45nm的工藝，能夠支持Windows和Linux下的ISE設計軟件包，能夠讓用戶使用Xilinx集成的開發環境實現快速的設計。另外，不僅在頻譜分析儀中，此款FPGA在全高清智能數字標識，工業互聯網，車聯網，高分辨率的視頻和圖像處理等方面也得到了廣泛的應用，在很多的高性能設備中都能見到它的身影。

頻譜分析儀的性能主要是從實時帶寬，動態范圍，靈敏度和功率測量準確度等幾個方面來來體現，對快速變化的數據進行采集和處理需要FPGA和微處理器的搭配。Xilinx FPGA支持豐富的接口協議，為不同種類儀器和產品的開發提供了便利，在高清視頻的處理，工業互聯網的網絡數據處理等方面產品的開發過程中，Xilinx FPGA提供了多種高性能低功耗的器件。