Phenquestions
Obstajajo analizatorji spektra za različne vrste signalov, vendar se bo ta članek osredotočil predvsem na radiofrekvenčne (RF) spektralne analizatorje.
Kaj je RF spektralni analizator?
RF spektralni analizator je široko uporabljen testni instrument, ki meri moč spektra vhodnega signala z merjenjem njegove amplitude, prikazane na navpični osi (os y), in njene frekvence, prikazane na vodoravni osi (os x ). Izhod je prikazan v frekvenčnem območju. Učinkovit je pri vpogledu v radiofrekvenčno zmogljivost modulov ali sistemov vezij, saj je z informacijami o signalih, pridobljenih iz analizatorja, mogoče prepoznati vrsto prisotnih signalov in izmeriti njihove frekvence, frekvenčne ravni in amplitudo. Poleg tega je mogoče opaziti tudi druge spektralne komponente signala, kot so prevladujoča frekvenca, moč, popačenje, harmoniki in pasovna širina.
Katere so vrste analizatorja spektra?
Na splošno so spektralni analizatorji razdeljeni v dve vrsti: pometani spektralni analizator in FFT spektralni analizator. Vendar so se analizatorji spektra skozi leta razvijali v različnih oblikah in nenehno napredovali s tehnologijo. Ne glede na dejavnike oblike še vedno služi svojemu glavnemu namenu - analiziranju frekvenčnega spektra katerega koli danega signala. Spodaj so navedeni različni tipi in faktorji oblike analizatorjev spektra, ki so namenjeni različni uporabi in uporabi.
Analizator pometanega spektra. Znan tudi kot superheterodinski spektralni analizator, je pometan tip tradicionalna in najstarejša oblika spektralnega analizatorja. Starejši modeli se opirajo na analogne tehnike in so že vrsto let osnova za testiranje analize spektra. Večina teh modelov je že zastarelih in jih nadomeščajo sodobni tipi analizatorjev pometanega spektra, ki uporabljajo digitalne tehnike.
Digitalni analizator spektra FFT (Fast Fourier Transform). Kot že ime pove, ta vrsta analizatorja spektra uporablja digitalno tehnologijo, s pomočjo tehnike FFT pa pretvarja analogne signale v njihov digitalni format. Na kratko, tehnike FFT uporabljajo matematični postopek za pretvorbo valovne oblike v sestavne dele svojega frekvenčnega spektra.
Analizator spektra v realnem času. Ta analizator spektra, ki temelji na FFT, je hibrid pometanega in FFT tipa. S tehniko superheterodina najprej pretvori signal navzdol na nižjo frekvenco, nato s pomočjo tehnike FFT analizira signal. Manipulacije s FFT se izvajajo v realnem času, ne da bi pri izračunu radiofrekvenčnega spektra izgubili vrzeli in informacije. Poleg tega lahko ta vrsta analizatorja spektra vzorči dohodne signale v časovni domeni (kot pri osciloskopu) in jih pretvori v frekvenčno domeno z algoritmom FFT. Hkrati zajame celoten frekvenčni pas, ga analizira in nato prikaže spekter.
Analizator spektra PXI. PXI je standard, ki temelji na PCI eXtension Instrumentation in se pogosto uporablja za testno merjenje, zajem podatkov in nadzor. Kot že ime pove, ta vrsta analizatorja spektra temelji na standardu PXI, zato ga je mogoče vgraditi v stojalo PXI.
USB analizator spektra. Ta vrsta analizatorja spektra uporablja programsko opremo za analizo spektra za analizo, shranjevanje, prikaz in ponovno predvajanje podatkov. Programska oprema je nameščena v računalniku, kjer je naprava povezana prek vrat USB. Ta je bolj prenosljiv in stroškovno učinkovitejši od analizatorjev namiznega spektra, saj je treba kupiti le nabavno strojno opremo.
Ročni analizator spektra. To je priročno na terenu za spremljanje radijskih ali brezžičnih prenosov in za preverjanje značilnosti spektra. Ta tip analizatorja spektra, narejen v majhnih ročnih formatih, nima enakih zmogljivosti in zmogljivosti kot večji tipi spektralnega analizatorja.
Omreženi analizator spektra. Ta vrsta analizatorja spektra je povezana z omrežjem prek ethernetnih vrat. Spremlja naprave v omrežju. To je koristno pri spremljanju geografsko porazdeljenih naprav in je običajno nameščeno v grozde, da pokrije celotno geografijo naprav, ki jih je treba spremljati, zato večja kot je geografija, več analizatorjev spektra je potrebnih.
Za kaj se uporabljajo spektralni analizatorji?
Analizatorji spektra se v glavnem uporabljajo v elektronskih laboratorijih za testiranje in preverjanje radiofrekvenčnih lastnosti. Uporabljajo se večinoma pri RF oblikovanju, splošnem oblikovanju elektronskih vezij, proizvodnji elektronike, osnovnem servisu in popravilih ter terenski namestitvi in servisu.[1]
Splošne naloge, za katere se uporabljajo analizatorji spektra v laboratoriju, so:
- preverjanje, ali lahko modulirani signal povzroči motnje
- preverjanje prisotnosti hrupa ali popačenja
- preverjanje, ali je signal v pravem frekvenčnem pasu
- preiskovanje splošnih težav s signalom
- merilna moč
- merjenje faznega šuma na signalu
- merjenje frekvence
- meritve EMI in EMI
- načrtovanje ravni različnih frekvenc med seboj
Zunaj laboratorija imajo spektralni analizatorji tudi veliko praktičnih uporab, kot so odpravljanje napak v brezžičnih omrežjih, preizkušanje tehnik modulacije / kodiranja, spremljanje radijskih signalov in preverjanje delovanja antene, ojačanje RF ojačevalnika, pasovna širina signala in uporaba pasu. Na področju mobilnih omrežij je na primer zelo koristen pri iskanju in odpravljanju motenj. Zlasti ročne analizatorje spektra operaterji mobilnih omrežij uporabljajo za lov na motnje, da jim pomagajo vzpostaviti in vzdrževati omrežne signale.
Uporablja se tudi na drugih področjih znanosti, kot so astronomija, geologija in biokemija, med drugim. Kot primer se uporabljajo spektralni analizatorji za analizo kemijske sestave materialov na podlagi spektralnega vzorca svetlobe na področju spektrometrije.
Čeprav ima analizator spektra veliko uporab, ni orodje za vsakogar. Za upravljanje naprave bi potreboval strokovnjaka, ki razume, kako deluje in kako si razlaga značilnosti signala. Kljub temu gre za nepogrešljiv testni instrument, ki ima široko paleto uporab, ne samo na področju elektronike, temveč tudi na drugih področjih znanosti.
Viri:
Kaj je analizator spektra: analizator RF-spektra, Electronics-Notes.com
