Przechodząc od symulacji obwodów do praktycznego opracowywania i testowania układów elektronicznych, do badania działania obwodu zazwyczaj wykorzystuje się oscyloskop. Jednak gdy konieczne jest wiarygodne określenie względnej wielkości i kąta fazowego między dwoma napięciami lub napięcia i prądu w różnych punktach obwodu prądu przemiennego – na przykład podczas projektowania filtrów, wzmacniaczy lub tłumików – idealnym urządzeniem pomiarowym jest analizator odpowiedzi częstotliwościowej (FRA).
Wykorzystanie analizatorów odpowiedzi częstotliwościowej było historycznie ograniczone do środowisk specjalistycznych, ponieważ były one i nadal są powszechnie uważane za zbyt drogie i przekraczające budżet większości stanowisk testowych; jednak obecnie sytuacja uległa zmianie.
Za cenę typowego oscyloskopu analizatory odpowiedzi częstotliwościowej N4L zapewniają pomiary o szerokim paśmie, stałym lub zmiennym wzmocnieniu oraz pomiary fazy w obecności szumów, których żaden oscyloskop nie jest w stanie dorównać, stanowiąc nieocenione uzupełnienie niemal każdego elektronicznego stanowiska testowego.
Filtry są urządzeniami selektywnymi częstotliwościowo, a biorąc pod uwagę cel projektowy polegający na znacznym tłumieniu poza pożądanym pasmem przepustowym, różnica w poziomie sygnału między wejściem a wyjściem filtra może być znaczna.
Stanowi to wyzwanie dla konwencjonalnych urządzeń pomiarowych, które z trudem osiągają dobrą dokładność lub stabilność, gdy poziom sygnału jest bardzo niski lub gdy szum stanowi znaczną część wartości mierzonej.
W takim przypadku znacząca specyfikacja i testowanie filtra są ograniczone przez poziom szumu tła lub zdolność urządzenia pomiarowego do tłumienia sygnału względem szumu.
Analizatory odpowiedzi częstotliwościowej mają szczególną zaletę w postaci systemu o szerokim zakresie sygnałów, wyjątkowej selektywności częstotliwościowej, odrzucania częstotliwości, które nie są przedmiotem zainteresowania, oraz bardziej zaawansowanego sprzężenia w celu optymalizacji rozdzielczości na sygnale będącym przedmiotem zainteresowania.
Wzmacniacze stosowane w zastosowaniach elektronicznych i elektromechanicznych często działają w zakresie częstotliwości, który nie jest optymalny dla większości urządzeń do pomiaru prądu przemiennego, działających zazwyczaj w zakresie od 10–20 Hz i w górę. Dzięki możliwości pomiaru składowych częstotliwości znacznie poniżej 1 Hz analizatory odpowiedzi częstotliwościowej mogą być wykorzystywane przy projektowaniu i testowaniu układów elektromechanicznych działających przy bardzo niskich częstotliwościach.
Wzmacniacze audio, mikrofony i głośniki skupiają się głównie na zakresie częstotliwości od 20 Hz do 20 kHz, ponieważ jest to zakres, w którym ludzki słuch wykrywa dźwięk. Zakres ten mieści się w zakresie wielu przyrządów pomiarowych, ale dwa konkretne czynniki sprawiają, że projektowanie i testowanie wzmacniaczy audio jest trudniejsze. Po pierwsze, ludzki słuch ma wyjątkowo szeroki zakres dynamiki wynoszący 120–130 dB, a po drugie, na postrzeganie dźwięku wpływa nie tylko częstotliwość, ale także względna faza składowych częstotliwości. Wysoki zakres dynamiki, selektywność częstotliwościowa i precyzyjny pomiar fazy idealnie nadają się do analizatorów odpowiedzi częstotliwościowej.
Aby określić zdolność zasilacza DC lub dowolnego układu DC do tłumienia niepożądanego sygnału wejściowego AC w trybie wspólnym, w idealnym układzie pomiarowym należy podać zarówno pożądany poziom różnicowy DC, jak i sygnał AC w trybie wspólnym. Dzięki jednoczesnemu pomiarowi sygnału AC w trybie wspólnym zarówno na wejściu, jak i wyjściu urządzenia, można bezpośrednio określić współczynnik tłumienia.
Szeroki zakres dynamiczny oraz selektywność częstotliwościowa analizatora odpowiedzi częstotliwościowej sprawiają, że urządzenia te idealnie nadają się do tego zastosowania.
