Phenquestions
Det finnes spektrumanalysatorer for forskjellige typer signaler, men denne artikkelen fokuserer hovedsakelig på radiofrekvens (RF) spektrumanalysatorer.
Hva er en RF Spectrum Analyzer?
En RF Spectrum Analyzer er et mye brukt testinstrument som måler kraften til spekteret til inngangssignalet ved å måle amplituden, vist på den vertikale aksen (y-aksen), mot frekvensen, vist på den horisontale aksen (x-aksen). ). Utgangen vises i frekvensdomenet. Det er effektivt for å gi innsikt i RF-ytelsen til kretsmoduler eller -systemer, med signalinformasjonen hentet fra analysatoren kan typen tilstedeværende signaler identifiseres, og deres frekvenser, frekvensnivåer og amplitude kan måles. Videre kan andre spektrale komponenter i et signal, som dominerende frekvens, kraft, forvrengning, harmoniske og båndbredde, observeres.
Hva er typene spektrumanalysator?
Generelt er spektrumanalysatorer kategorisert i to typer: den feide-innstilte spektrumanalysatoren og FFT-spektrumanalysatoren. Imidlertid utviklet spektrumanalysatorer seg i forskjellige formfaktorer gjennom årene, og fortsatte kontinuerlig med teknologi. Uansett formfaktorer tjener den fremdeles hovedformålet - å analysere frekvensspekteret til et gitt signal. Nedenfor er de forskjellige typene og formfaktorene til spektrumanalysatorer, hver beregnet for forskjellige bruksområder og applikasjoner.
Feid spektrumanalysator. Også kjent som superheterodyne spektrumanalysator, er den svepte typen den tradisjonelle og den eldste formen for spektrumanalysatoren. De eldre modellene er avhengige av analoge teknikker og har fungert som grunnlaget for spektrumanalysetesting i mange år. De fleste av disse modellene er allerede utdaterte og erstattes av moderne typer sveipespektrumanalysatorer som bruker digitale teknikker.
Digital FFT (Fast Fourier Transform) spektrumanalysator. Som navnet antyder, bruker denne typen spektrumanalysator digital teknologi, og konverterer analoge signaler til sitt digitale format ved hjelp av FFT-teknikker. I et nøtteskall bruker FFT-teknikker en matematisk prosess for å transformere en bølgeform til komponentene i frekvensspekteret.
Spektrumanalysator i sanntid. Denne FFT-baserte spektrumanalysatoren er en hybrid av feid og FFT-type. Ved hjelp av superheterodyne-teknikken konverterer den først signalet til en lavere frekvens, og bruker deretter FFT-teknikker for å analysere signalet. Manipuleringen av FFT-er utføres raskt i sanntid, og etterlater ingen hull og informasjon som blir savnet i det beregnede RF-spekteret. Videre kan denne typen spektrumanalysator samle innkommende signaler i et tidsdomene (som med et oscilloskop) og konvertere dem til et frekvensdomene ved hjelp av FFT-algoritmen. Den fanger opp et helt frekvensbånd på en gang, analyserer det og viser deretter spekteret.
PXI spektrumanalysator. PXI er en standard basert på PCI eXtension Instrumentation og brukes mye til testinstrumentering, datainnsamling og kontroll. Som navnet antyder, er denne typen spektrumanalysator basert på PXI-standarden, og kan dermed innlemmes i et PXI-stativ.
USB-spektrumanalysator. Denne typen spektrumanalysator bruker spektrumanalysatorprogramvare for å analysere, lagre, vise og spille av dataene på nytt. Programvaren er installert på en datamaskin der enheten er koblet til via USB-port. Dette er mer bærbart og kostnadseffektivt enn bench-top spektrumanalysatorer, siden bare anskaffelsesmaskinvaren må kjøpes.
Håndholdt spektrumanalysator. Dette kommer godt med i feltet for overvåking av radio- eller trådløse overføringer og for å kontrollere egenskapene til spekteret. Laget i små, håndholdte formater, har denne typen spektrumanalysator ikke samme ytelse og kapasitet som de større typene av en spektrumanalysator.
Nettverksspektrumanalysator. Denne typen spektrumanalysator er koblet til et nettverk via Ethernet-porten. Den overvåker enheter på tvers av et nettverk. Dette er nyttig for å overvåke geografisk distribuerte enheter og er normalt installert i klynger for å dekke hele geografien til enhetene som skal overvåkes. Jo større geografi, desto flere spektrumanalysatorer er det nødvendig.
Hva brukes Spectrum Analyzers til?
Spektrumanalysatorer brukes hovedsakelig i elektronikklaboratorier for testing og verifisering av RF-ytelse. De brukes hovedsakelig i RF-design, generell elektronisk kretsdesign, elektronikkproduksjon, basisservice og reparasjon, og feltinstallasjon og service.[1]
Generelle oppgaver som spektrumanalysatorer brukes til i et laboratorium er:
- sjekke om et modulert signal kan forårsake forstyrrelser
- sjekke for tilstedeværelse av støy eller forvrengning
- sjekke om signalet er i riktig frekvensbånd
- undersøker generelle problemer med et signal
- måleeffekt
- måle fasestøy på et signal
- målefrekvens
- gjennomføre EMI- og EMI-målinger
- plotte nivået av forskjellige frekvenser i forhold til hverandre
Utenfor laboratoriet har spektrumanalysatorer også mange praktiske bruksområder som feilsøking av trådløse nettverk, testing av modulering / kodingsteknikker, overvåking av radiosignaler og kontroll av antenneytelse, RF-forsterkerforsterkning, signalbåndbredde og båndbruk. I mobilnettområdet er det for eksempel ekstremt nyttig for å lokalisere og eliminere forstyrrelser. Spesielt håndholdte spektrumanalysatorer brukes av mobilnettoperatører for forstyrrelsesjakt for å hjelpe dem med å etablere og vedlikeholde nettverkssignaler.
Det har også bruksområder innen andre vitenskapsområder som blant annet astronomi, geologi og biokjemi. Som et eksempel brukes spektrumanalysatorer til å analysere den kjemiske sammensetningen av materialer basert på det spektrale mønsteret av lys innen spektrometri.
Selv om en spektrumanalysator har mange bruksområder, er den ikke et verktøy for alle. Det tar en profesjonell som forstår hvordan det fungerer og hvordan man tolker egenskapene til et signal for å betjene enheten. Likevel er det et uunnværlig testinstrument som har et bredt spekter av bruksområder, ikke bare innen elektronikk, men også innen andre vitenskapsfelt.
Kilder:
Hva er en spektrumanalysator: RF-spektrumanalysator, elektronikk-notater.com
