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頻譜分析儀比起示波器來講對低電平的失真具有更高的靈敏性。正弦波可從示波器上看到(時域)，但是在頻域里，可以看到其諧波失真。高的靈敏度和寬的動態范圍也使頻譜儀得以測量低電平調制。可測量調幅、調頻和脈沖調制的射頻信號。
頻譜分析儀可以測量載波頻率、調制頻率、調制電平和調制失真。也可測量變頻器件的特性，如變頻損耗、隔離度和失真度，從顯示上即可讀出。傳統觀察電氣信號是用一臺示波器在時域內觀察。時域是針對電信號的特性：恢復時間和相位上的關系。
然而，并非所有電路的特性都可用時間域來*表征。電路元件，如放大器、振蕩器、混頻器、調制器、檢波器和濾波器，好的表征其特性的是頻響數據。用頻率域來觀察可得好結果。
為測量頻域就需要鑒別出各頻率組成并可對各頻率分量電平讀數的儀器。儀器之一就是頻譜分析儀，它能在示波管屏幕上用圖顯示相對于頻率的幅度及其他參數。頻譜分析儀可用來測量長期和短期頻率穩定度。諸如，振蕩器的噪聲邊帶，剩余調頻和預熱時間內的頻率漂移都可通過頻譜儀的已校準頻寬被測得。連同頻譜分析儀掃頻測量可測量濾波器或放大器的掃頻響應。只要用跟蹤發生器就可簡單實現。
選擇頻譜分析儀可以很好的對遙控器、對講機、測量發射接收機、無繩電話、有線電視CATV及通訊機等有線、無線系統進行檢查及信號頻率的分析比較。頻譜分析儀，讓用戶能真正看到電信號(如射頻脈沖信號)用傅利葉級數展開出來的圖象，教學上更容易理解，科研上更清楚。還可廣泛應用于教學、科研。
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