Vannak spektrumanalizátorok különböző típusú jelekhez, de ez a cikk elsősorban a rádiófrekvenciás (RF) spektrumanalizátorokra összpontosít.
Mi az RF spektrumanalizátor?
Az RF spektrum-elemző egy széles körben használt tesztműszer, amely a bemeneti jel spektrumának teljesítményét méri a függőleges tengelyen (y tengely) megjelenített amplitúdójának és a vízszintes tengelyen (x tengely) megjelenített frekvenciájának a mérésével. ). A kimenet a frekvenciatartományban jelenik meg. Hatékony betekintést nyújt az áramkörök moduljainak vagy rendszereinek rádiófrekvenciás teljesítményébe, mivel az elemzőberendezésből származó jelinformációkkal azonosítható a jelen lévő jelek típusa, és mérhető azok frekvenciája, frekvenciaszintje és amplitúdója. Ezenkívül a jel más spektrális összetevői is megfigyelhetők, mint például a domináns frekvencia, teljesítmény, torzítás, felharmonikusok és sávszélesség.
Milyen típusú spektrumanalizátorok vannak?
Általában a spektrumanalizátorokat két típusba sorolják: az elsöprésű hangolású spektrumelemző és az FFT spektrumanalizátor. A spektrumanalizátorok azonban az évek során különböző formai tényezőkben fejlődtek, folyamatosan fejlődve a technológiával. Formatényezőitől függetlenül továbbra is a fő célját szolgálja - bármely jel frekvenciaspektrumának elemzését. Az alábbiakban a spektrumanalizátorok különböző típusait és formai tényezőit mutatjuk be, mindegyiket különböző felhasználásokra és alkalmazásokra szánva.
Swept spektrum elemző. Más néven szuperheterodin spektrumanalizátor, a sweep típus a spektrumanalizátor hagyományos és legrégebbi formája. A régebbi modellek analóg technikákra támaszkodnak, és évek óta szolgálnak a spektrumanalízis tesztelésének alapjául. Ezeknek a modelleknek a többsége már elavult, és helyükbe lépnek a modern technikákat használó, söpört spektrumanalizátorok.
Digitális FFT (Fast Fourier Transform) spektrumanalizátor. Ahogy a neve is jelzi, ez a fajta spektrumelemző digitális technológiát alkalmaz, és az analóg jeleket digitális formátumra alakítja át FFT technikákkal. Dióhéjban az FFT technikák matematikai folyamatot használnak arra, hogy a hullámformát frekvencia -spektrumának összetevőivé alakítsák át.
Valós idejű spektrumanalizátor. Ez az FFT-alapú spektrumanalizátor a sweep és az FFT típusú hibrid. A szuperheterodin technikát alkalmazva először alacsonyabb frekvenciára alakítja át a jelet, majd FFT technikákkal elemzi a jelet. Az FFT-k manipulálása gyorsan valós időben valósul meg, nem hagyva hiányosságokat és információkat a számított RF spektrumban. Ezenkívül az ilyen típusú spektrumanalizátor mintavételezhet egy bejövő jelet egy időtartományban (mint egy oszcilloszkóp esetében), és az FFT algoritmus segítségével frekvenciatartományba konvertálja azokat. Egyszerre rögzít egy egész frekvenciasávot, elemzi, majd megjeleníti a spektrumot.
PXI spektrum elemző. A PXI a PCI eXtension Instrumentation alapú szabvány, amelyet széles körben használnak tesztműszerezéshez, adatgyűjtéshez és vezérléshez. Ahogy a neve is sugallja, az ilyen típusú spektrumanalizátor a PXI szabványon alapul, így beépíthető egy PXI rackbe.
USB spektrum elemző. Ez a fajta spektrumelemző spektrum -elemző szoftvert használ az adatok elemzésére, tárolására, megjelenítésére és visszajátszására. A szoftver olyan számítógépre van telepítve, amelyhez az eszköz USB -porton keresztül csatlakozik. Ez hordozhatóbb és költséghatékonyabb, mint az asztali spektrumanalizátorok, mivel csak a beszerzési hardvert kell megvásárolni.
Kézi spektrumanalizátor. Ez jól jön a területen a rádió- vagy vezeték nélküli adások megfigyelésére és a spektrum jellemzőinek ellenőrzésére. A kis méretű, kézi formátumban készült ilyen típusú spektrumanalizátor nem rendelkezik ugyanolyan teljesítményű és képességű, mint a nagyobb típusú spektrumanalizátorok.
Hálózatos spektrumanalizátor. Ez a fajta spektrumanalizátor az Ethernet porton keresztül csatlakozik a hálózathoz. Hálózaton keresztül figyeli az eszközöket. Ez hasznos a földrajzilag elosztott eszközök megfigyelésében, és általában klaszterekbe van telepítve, hogy lefedje a felügyelni kívánt eszközök teljes földrajzát, így minél nagyobb a földrajz, annál több spektrumelemzőre van szükség.
Mire használják a spektrumanalizátorokat?
A spektrumanalizátorokat elsősorban elektronikai laboratóriumokban használják az RF teljesítmény tesztelésére és ellenőrzésére. Ezeket főként az RF tervezésben, az általános elektronikus áramkörök tervezésében, az elektronikai gyártásban, az alapszervizben és -javításban, valamint a telepítésben és a szervizben használják. [1]
A spektrumanalizátorok által a laboratóriumban használt általános feladatok a következők:
- annak ellenőrzése, hogy a modulált jel interferenciát okozhat -e
- zaj vagy torzítás jelenlétének ellenőrzése
- ellenőrizze, hogy a jel a megfelelő frekvenciasávban van -e
- általános problémák vizsgálata jelzéssel
- teljesítmény mérése
- fáziszaj mérése jelzésen
- mérési gyakoriság
- EMI és EMI mérések elvégzése
- ábrázolja a különböző frekvenciák szintjét egymáshoz képest
A laboratóriumon kívül a spektrumanalizátoroknak számos gyakorlati felhasználása is van, mint például a vezeték nélküli hálózatok hibakeresése, a modulációs/kódolási technikák tesztelése, a rádiójelek figyelése és az antenna teljesítményének ellenőrzése, az RF erősítő erősítése, a jel sávszélessége és a sávhasználat. A mobilhálózatok területén például rendkívül hasznos az interferencia lokalizálásában és kiküszöbölésében. Különösen a kézi spektrumanalizátorokat használják a mobilhálózat -üzemeltetők interferencia -keresésre, hogy segítsenek a hálózati jelek létrehozásában és fenntartásában.
Használható más tudományterületeken is, mint például a csillagászat, a geológia és a biokémia. Példaként spektrumanalizátorokat használnak az anyagok kémiai összetételének elemzésére a fény spektrális mintázata alapján a spektrometria területén.
Bár a spektrumanalizátornak sok felhasználási módja van, nem mindenki számára alkalmas eszköz. Az eszköz működtetéséhez olyan szakemberre lenne szükség, aki érti, hogyan működik, és hogyan kell értelmezni a jel jellemzőit. Mindazonáltal elengedhetetlen tesztműszer, amelynek széles skálája van, nemcsak az elektronika, hanem a tudomány más területein is.
Források:
Mi az a spektrumanalizátor: RF spektrum elemző , Electronics-Notes.com