Phenquestions
Existují spektrální analyzátory pro různé typy signálů, ale tento článek se zaměří hlavně na vysokofrekvenční (RF) spektrální analyzátory.
Co je to RF spektrální analyzátor?
RF Spectrum Analyzer je široce používaný testovací přístroj, který měří výkon spektra vstupního signálu měřením jeho amplitudy, zobrazené na svislé ose (osa y), oproti jeho frekvenci, zobrazené na vodorovné ose (osa x) ). Výstup se zobrazuje ve frekvenční doméně. Je efektivní při poskytování poznatků o vysokofrekvenčním výkonu modulů nebo systémů obvodů, protože pomocí informací o signálu získaných z analyzátoru lze identifikovat typ přítomných signálů a měřit jejich frekvence, úrovně frekvencí a amplitudu. Dále lze pozorovat další spektrální složky signálu, jako je dominantní frekvence, výkon, zkreslení, harmonické a šířka pásma,.
Jaké jsou typy spektrálního analyzátoru?
Obecně jsou spektrální analyzátory rozděleny do dvou typů: spektrální analyzátor s vyladěným spektrem a spektrální analyzátor FFT. Analyzátory spektra se však v průběhu let vyvíjely v různých tvarových faktorech a neustále postupovali s technologiemi. Bez ohledu na jeho tvarové faktory stále slouží svému hlavnímu účelu - analyzovat frekvenční spektrum daného signálu. Níže jsou uvedeny různé typy a tvarové faktory analyzátorů spektra, z nichž každý je určen pro různá použití a aplikace.
Zametací spektrální analyzátor. Známý také jako superheterodynní spektrální analyzátor, tažený typ je tradiční a nejstarší formou spektrálního analyzátoru. Starší modely se spoléhají na analogové techniky a po mnoho let sloužily jako základ testování spektrální analýzy. Většina z těchto modelů je již zastaralá a jsou nahrazeny moderními typy analyzátorů šíře spektra, které používají digitální techniky.
Digitální spektrální analyzátor FFT (Fast Fourier Transform). Jak název napovídá, tento typ spektrálního analyzátoru používá digitální technologii a převádí analogové signály do jejich digitálního formátu pomocí technik FFT. Stručně řečeno, techniky FFT používají matematický proces k transformaci průběhu do složek jeho frekvenčního spektra.
Spektrální analyzátor v reálném čase. Tento spektrální analyzátor založený na FFT je hybridem taženého a FFT typu. Pomocí techniky superheterodyn nejprve převádí signál na nižší frekvenci a poté k analýze signálu používá techniky FFT. Manipulace s FFT se provádí rychle v reálném čase, takže ve vypočítaném vysokofrekvenčním spektru nejsou žádné mezery a informace. Kromě toho může tento typ spektrálního analyzátoru vzorkovat příchozí signály v časové doméně (jako u osciloskopu) a převádět je na frekvenční doménu pomocí algoritmu FFT. Zachycuje celé pásmo frekvencí najednou, analyzuje jej a poté zobrazuje spektrum.
Spektrální analyzátor PXI. PXI je standard založený na PCI eXtension Instrumentation a je široce používán pro testovací instrumentaci, sběr dat a kontrolu. Jak název napovídá, tento typ spektrálního analyzátoru je založen na standardu PXI, takže jej lze zabudovat do stojanu PXI.
USB spektrální analyzátor. Tento typ spektrálního analyzátoru používá software analyzátoru spektra k analýze, ukládání, zobrazování a přehrávání dat. Software je nainstalován v počítači, ke kterému je zařízení připojeno přes port USB. To je přenosnější a nákladově efektivnější než stolní analyzátory spektra, protože je třeba zakoupit pouze akviziční hardware.
Ruční spektrální analyzátor. To se hodí v terénu pro monitorování rádiových nebo bezdrátových přenosů a pro kontrolu charakteristik spektra. Tento typ spektrálního analyzátoru, vyrobený v malých ručních formátech, nemá stejný výkon a schopnosti jako větší typy spektrálního analyzátoru.
Síťový spektrální analyzátor. Tento typ spektrálního analyzátoru je připojen k síti přes ethernetový port. Monitoruje zařízení v síti. To je užitečné při monitorování geograficky distribuovaných zařízení a je obvykle instalováno v klastrech, aby pokrylo celou geografii monitorovaných zařízení, takže čím větší je zeměpisná poloha, tím více spektrálních analyzátorů je potřeba.
K čemu se analyzátory spektra používají?
Spektrální analyzátory se používají hlavně v laboratořích elektroniky k testování a ověřování vysokofrekvenčního výkonu. Používají se hlavně v RF designu, obecném designu elektronických obvodů, výrobě elektroniky, základním servisu a opravách a polní instalaci a servisu.[1]
Obecné úkoly, které se v laboratoři používají analyzátory spektra, jsou:
- kontrola, zda modulovaný signál může způsobit rušení
- kontrola přítomnosti šumu nebo zkreslení
- kontrola, zda je signál ve správném frekvenčním pásmu
- vyšetřování obecných problémů se signálem
- měření výkonu
- měření fázového šumu na signálu
- frekvence měření
- provádění měření EMI a EMI
- vykreslení úrovně různých frekvencí navzájem
Mimo laboratoř mají spektrální analyzátory také mnoho praktických využití, jako je ladění bezdrátových sítí, testování technik modulace / kódování, monitorování rádiových signálů a kontrola výkonu antény, zisk RF zesilovače, šířka pásma signálu a využití pásma. Například v oblasti mobilních sítí je to velmi užitečné při lokalizaci a eliminaci rušení. Ruční mobilní spektrální analyzátory používají operátoři mobilních sítí zejména k vyhledávání rušení, aby jim pomohli vytvářet a udržovat síťové signály.
Má také použití v jiných oblastech vědy, jako je astronomie, geologie a biochemie, mezi ostatními. Jako příklad se používají spektrální analyzátory k analýze chemického složení materiálů na základě spektrálního vzorce světla v oblasti spektrometrie.
Ačkoli má spektrální analyzátor mnoho využití, není to nástroj pro každého. K ovládání zařízení by bylo zapotřebí profesionála, který by pochopil, jak to funguje a jak interpretovat vlastnosti signálu. Jedná se nicméně o nepostradatelný testovací přístroj, který má široké využití nejen v oblasti elektroniky, ale i v jiných vědních oborech.
Zdroje:
Co je to spektrální analyzátor: RF spektrální analyzátor, elektronika - poznámky.com
