頻譜分析儀的功能是要分辨輸入信號中各個頻率成分并測量各頻率成分的頻率和功率。按照頻譜分析儀的工作原理，當前主流的頻譜分析儀分為掃頻超外差式和快速傅里葉變換（ FFT ）式兩大類。雖然這兩類都是顯示幅度和頻率的關系特性的，但它們獲得數據的方式以及數據所描述的內容有很大的區別。主要區別在于： FFT 分析儀可以同時顯示所有頻率成分的測量結果；而掃頻式分析儀只能在其濾波器或本振掃描和浦捉感興趣的信號時，順序顯示測量結果。
掃頻超外差式頻譜分析儀
掃頻超外差式頻譜分析儀是把固定中頻的窄帶中頻放大器作為頻率選擇濾波器，把本振（LO）作為掃頻器件，輸出本振信號頻率從低到高輸出連續掃過，與輸入的被測信號中各頻譜分量逐個混頻，使之依次變為相對應的中頻頻譜分量，經檢波和放大后顯示在屏幕上，如圖所示。
掃頻振蕩器技術的發展，尤其是頻率合成器技術的發展，使掃頻振蕩器的掃頻范圍極寬，帶來的好處是即使不借助于外加混頻器，其頻率范圍也可以直接從幾 Hz 調到 4OGHz以上。
FFT 式頻譜分析儀
FFT 式頻譜分析儀是隨著現代 FPGA 技術而發展起來的一種新式頻譜分析儀，由于采用快速傅里葉變換（ FFT ）來實現實時頻譜測量，它經常被稱為實時頻譜分析儀。 FFT 技術并不是實時頻譜分析儀的專利，它在傳統的掃頻式頻譜儀上也有所應用；但是實時頻譜儀所采用的FFT技術與傳統頻譜儀相比有著許多不同之處，同時其測量方式和顯示結果也有所不同。與傳統頻譜儀相比，它的最大特點在于在信號處理過程中能夠完全利用所采集的時域采樣點，實現無縫的頻譜測量和觸發。由于實時頻譜儀具備無縫處理能力，使得它在頻譜監測、研發診斷以及雷達系統設計中有著廣泛的應用。FFT式頻譜分析儀的原理框圖如圖所示。
兩種頻譜分析儀的區別
首先，頻譜儀分析儀的信號處理過程主要包括兩步，即數據采樣和信號處理。實時頻譜儀為了保證信號不丟失，其信號處理速度需要高于采樣速度。其次，為了保證信號處理的連續性和實時性，實時頻譜儀的處理速度必須保待恒定。傳統頻譜儀的FFT計算在 CPU 中進行，容易受到計算機中其他程序和任務的干擾。實時頻譜儀普遍采用專用FPGA進行 FFT 計算，這樣的硬件實現既可以保證高速度，又可以保證速度穩定性。
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第三，頻率模板觸發 FMT （Frequency Mask Trigger ）是實時頻譜儀的主要特性之一，它能夠根據特定頻譜分量大小作為觸發條件，從而幫助工程師觀察特定時刻的信號形態。傳統的掃頻式頻譜儀和矢量信號分析儀一般只具備功率或者電平觸發，不能根據特定頻譜的出現情況觸發測量，因此對轉瞬即逝的偶發信號無能為力。因此，傳統掃頻頻譜儀和實時頻譜分析儀各自有著自己的應用場景。
最后，就是豐富的顯示功能。傳統頻譜儀的顯示專注于頻率和幅度的二維顯示，只能觀察到測量時刻的頻譜曲線。而實時頻譜儀普遍具備時間、頻率、幅度的三維顯示，甚至支持數字余輝和頻譜密度顯示，從而幫助測試者觀察到信號的前后變化及長時間統計結果。
