Короткий огляд аналізаторів спектру

Аналізатори сигналівКомпанія Юнітест пропонує закінчений ряд аналізаторів сигналів Agilent Technologies, здатних вимірювати частотні, часові, порядкові та фазові параметри сигналів, а також параметри в області модуляції. Цей розділ присвячений головним чином вимірюванням частотної області.

Тут розглянуті аналізатори спектра, векторні аналізатори сигналів та аналізатори в модуляційній області. Кожен тип аналізатора має свої характерні особливості, що роблять його застосування кращим для вирішення тих чи інших конкретних вимірювальних задач. Аналізатор спектру являє собою супергетеродинний приймач з частотою налаштування, що свипується, який відображає амплітуди спектральних компонент залежно від частоти. Фактично це селективний піковий вольтметр, відкалібрований в среднеквадратических значеннях (СКЗ) рівня синусоїдального сигналу. Аналізатор спектру відображає індивідуальні частотні компоненти, у тому числі складається складний сигнал. Принцип приймача з частотою настройки, що свипується, використовується в аналізаторах спектру компанії Agilent, дозволяє виконувати вимірювання в частотній області з широким динамічним діапазоном і в широкому діапазоні частот (від 3 Гц до 325 ГГц). Векторні аналізатори використовують дискретизацію сигналу з перетворенням його на цифрову форму з подальшою математичною обробкою для отримання спектра Фур'є. Цей метод придатний для вимірювання сигналів в діапазоні частот від декількох мікрогерц до більше 6 ГГц і дозволяє отримати інформацію про амплітуд, частоту і фазу кожної спектральної компоненти. Завдяки можливості аналізу сигналів у реальному часі, аналізатори на основі перетворення Фур'є можуть захоплювати як періодичні , що так і випадково виникають одноразовісигнали. Аналізатор модуляції заснований на технології лічильника/таймера компанії Agilent і пропонує інший підхід до вимірювання частоти або часових інтервалів. Такий аналізатор відображає результати вимірювання частоти або часових інтервалів залежно від часу в області модуляції.

Аналізатори спектруАналізатори спектру використовують усі позитивні властивості перетворення частоти супергетеродинного приймача зі свіпується налаштуванням, що робить істотний внесок у техніку аналізу сигналів у частотній області. Нижче наведено деякі види вимірювань, які можуть виконувати аналізатори спектру.

Абсолютний та відносний вимір частоти
Абсолютний та відносний вимір рівня
Вимірювання шуму
Вимір комбінаційних, побічних складових та продуктів спотворень
Вимірювання параметрів АМ, ЧС, імпульсно-модульованих ВЧ сигналів та сигналів із цифровою модуляцією
Вимірювання за принципом стимул-відгук (скалярні виміри)
Вимірювання електромагнітної сумісності (ЕМС)

Усі ці виміри можливі завдяки наступним характеристикам аналізаторів спектра.

Перекриття широкого діапазону частот від 3 до 325 ГГц
Широкий діапазон рівнів сигналу: межі вимірювання від мінус 168 до +30 дБм, що забезпечує дуже високу чутливість, необхідну виявлення сигналів низького рівня, і широкий динамічний діапазон аналізу спотворень
Відмінна стабільність частоти та точність вимірювання рівня
Висока роздільна здатність за частотою та рівнем завдяки цифровим фільтрам ПЧ, що формують смуги пропускання.
Смуги аналізу від 10 Гц до 80 МГц
Наявність слідкуючих генераторів та управління зовнішнім джерелом дляскалярних вимірів
Спеціалізовані вимірювальні програми, що дозволяють виконувати специфічні вимірювання фазового шуму, коефіцієнта шуму та побічних складових, локалізувати місце пошкодження (неоднорідності), вимірювати характеристики систем кабельного телебачення, рівень електромагнітних перешкод, виконувати гнучкий аналіз модуляції, вимірювати характеристики бездротових систем зв'язку поколінь 2G ,5G, а також характеристики бездротових локальних мереж WLAN та Bluetooth.

Ці можливості дозволяють аналізаторам спектру виконувати аналіз сигналів у частотній області для вирішення численних прикладних завдань, включаючи виробництво та технічне обслуговування обладнання бездротових цифрових систем, мікрохвильових ліній зв'язку, радіолокаторів, телекомунікаційного обладнання, кабельного телебачення, радіомовлення, систем мобільного зв'язку, діагностичні випробування апаратури на рівень електромагнітних перешкод, випробування радіокомпонентів, вимірювання в області світлових хвиль, контроль ефіру та ідентифікацію сигналів. це дозволяє виконувати вимірювання в часовій області, подібно до того, як це робиться за допомогою осцилографа. ) складових комплексного вектора, а також широкосмугових сигналів у часовій та частотній областях. Можливості аналізаторів спектра можуть бути значно розширені за допомогою зовнішнього комп'ютера. Комп'ютери можна використовувати длябезпосереднього керування аналізатором спектру через GPIB або LAN. Навичок є явними кандидатами на впровадження автоматизації вимірювань. Нижче перераховані сфери застосування, де автоматизація спектрального аналізу може дати суттєвий виграш.

Випробування електромагнітної сумісності (ЕМС)
Моніторинг частотного спектру
Випробування ВЧ та мікрохвильових радіокомпонентів, вузлів та систем у процесі виробництва
Дистанційні випробування

Базові вимірювальні можливості аналізатора спектру у поєднанні з можливістю автоматизації та сполучення з іншими приладами та периферійними пристроями, що мають інтерфейс GPIB, роблять ці аналізатори ідеальним засобом для багатьох спеціалізованих застосувань та загального застосування.

Аналізатори ЕМСАналізатори ЕМП/ЕМС серії E7400A, засновані на використанні аналізатора спектру, забезпечують необхідні функціональні можливості для попередніх кваліфікаційних вимірювань на відповідність нормативним вимогам до випромінюваних ЕМП (напруженість електромагнітного поля) і на проводах мережі живлення (напруга радіоперешкод) у діапазоні до 26,5 ГГц. Квазипікові детектори та смуги пропускання, що задовольняють нормативним вимогам до вимірювання ЕМП, у поєднанні з необхідним для ЕМП набором видів вимірів полегшують оцінку рівня ЕМП на стадії розробки продукції. Технічні рішення для пошуку несправності стають досконалішими завдяки функціональнимможливостям аналізатора спектру та використання такого приладдя, як пробники ближнього поля 11940A/11941A.

Векторні аналізатори сигналівВекторні аналізатори сигналів розширюють можливості, що є у аналізаторів спектра. І хоча вони подібні до аналізаторів Фур'є, векторні аналізатори працюють у всьому ВЧ діапазоні, забезпечуючи швидкі вимірювання спектру з високою роздільною здатністю, демодуляцію та вдосконалений аналіз у часовій області. Вони особливо корисні при визначенні характеристик складних сигналів, таких як пакетні сигнали, перехідні процеси або модульовані сигнали систем зв'язку, телебачення, радіомовлення, гідроакустики, а також ультразвукової акустоскопії. Векторний аналізатор може виконувати глибокий аналіз модуляції. Оскільки він визначає модуль та фазу сигналу, він виключно добре підходить для аналізу сигналів із цифровою модуляцією. Ця здатність проявляється у кількох формах. Вона може використовуватись у додатках загального призначення, забезпечуючи гнучкість демодуляції широкого кола модульованих сигналів. Вона може бути корисною при випробуваннях бездротових систем зв'язку на відповідність вимог стандартів, одночасно надаючи додаткові можливості діагностики. І, нарешті, ця здатність може використовуватися при випробуваннях на відповідність стандартам зв'язку за принципом "придатний: негідний". Векторні аналізатори сигналів особливо корисні, коли потрібний великий набір видів вимірювань, наприклад, у процесі розробки цифрових систем зв'язку.