直接数字式频谱分析仪（DDSA）的工作原理如下：

一、信号采集

1. 前端电路
   • 首先，被测信号通过输入端口进入频谱分析仪的前端电路。前端电路主要起到对信号的调理作用，包括放大、衰减、滤波等操作。例如，对于微弱的射频信号，需要进行适当的放大以满足后续电路的要求；而对于过强的信号则要进行衰减，防止信号饱和损坏后续器件。
   • 滤波器用于去除不需要的频段干扰，使进入分析仪的信号频段符合分析范围。
2. 模数转换（ADC）
   • 经过前端电路处理后的模拟信号被送入模数转换器。ADC的作用是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。这一过程涉及到采样和量化两个关键步骤。
   • 采样是按照一定的时间间隔对模拟信号进行取值，根据奈奎斯特采样定理，采样频率必须大于等于被测信号最高频率的两倍才能无失真地恢复原信号。
   • 量化则是将采样得到的值按照一定的量化等级进行划分，转化为数字代码。

二、数字信号处理

1. 快速傅里叶变换（FFT）
   • 数字化的信号被送入数字信号处理单元，其中最核心的操作是快速傅里叶变换。FFT算法将时域的离散数字信号转换为频域信号。
   • 在时域中，信号是随时间变化的电压或电流等物理量；而在频域中，信号被表示为不同频率成分的幅度和相位信息。例如，一个包含多个频率成分的复杂信号经过FFT后，可以清晰地显示出每个频率成分的功率大小。
2. 频谱计算与分析
   • 通过FFT得到的频域数据，进一步进行频谱计算。这包括计算功率谱密度（PSD），它描述了信号功率在频域上的分布情况。
   • 还可以对不同频率成分进行分离、识别和标记，例如确定某个频段内是否存在特定的干扰信号或者目标信号的频率范围。

三、结果显示与输出

1. 显示模块
   • 经过处理后的频谱数据被送到显示模块。显示模块以直观的图形（如频谱图）或数值形式展示频谱分析的结果。
   • 在频谱图中，横坐标通常表示频率，纵坐标可以表示幅度（如功率、电压等）或者功率谱密度等参数。
2. 输出接口
   • 除了在本地显示结果外，DDSA还可以通过输出接口（如USB、GPIB等）将频谱数据传输到其他设备，如计算机进行进一步的分析、存储或者与其他测量数据进行联合处理。