Der er spektrumanalysatorer til forskellige typer signaler, men denne artikel vil hovedsageligt fokusere på radiofrekvens (RF) spektrumanalysatorer.
Hvad er en RF Spectrum Analyzer?
En RF-spektrumanalysator er et meget udbredt testinstrument, der måler effekten af indgangssignalets spektrum ved at måle dets amplitude, vist på den lodrette akse (y-akse), versus dens frekvens, vist på den vandrette akse (x-akse ). Outputtet vises i frekvensdomænet. Det er effektivt til at give indsigt i RF -ydeevnen for kredsløbsmoduler eller -systemer, fordi signalinformationen fra analysatoren kan identificere typen af tilstedeværende signaler, og deres frekvenser, frekvensniveauer og amplitude kan måles. Desuden kan andre spektrale komponenter i et signal, såsom dominerende frekvens, effekt, forvrængning, harmoniske og båndbredde, observeres.
Hvad er typerne af spektrumanalysator?
Generelt er spektrumanalysatorer kategoriseret i to typer: den fejede tunede spektrumanalysator og FFT-spektrumanalysatoren. Imidlertid udviklede spektrumanalysatorer sig i forskellige formfaktorer gennem årene og løbende udviklet sig med teknologi. Uanset dens formfaktorer tjener det stadig sit hovedformål - at analysere frekvensspektret for et givet signal. Nedenfor er de forskellige typer og formfaktorer for spektrumanalysatorer, der hver især er beregnet til forskellige anvendelser og applikationer.
Fejet spektrumanalysator. Også kendt som superheterodyne -spektrumanalysatoren er den fejede type den traditionelle og den ældste form for spektrumanalysatoren. De ældre modeller er afhængige af analoge teknikker og har fungeret som grundlaget for spektrumanalysetest i mange år. De fleste af disse modeller er allerede forældede og erstattes af moderne typer fejet spektrumanalysatorer, der anvender digitale teknikker.
Digital FFT (Fast Fourier Transform) spektrumanalysator. Som navnet angiver, bruger denne type spektrumanalysator digital teknologi, der konverterer analoge signaler til deres digitale format ved hjælp af FFT -teknikker. I en nøddeskal bruger FFT -teknikker en matematisk proces til at omdanne en bølgeform til komponenterne i dets frekvensspektrum.
Real-time spektrumanalysator. Denne FFT-baserede spektrumanalysator er en hybrid af fejet og FFT-type. Ved hjælp af superheterodyne -teknikken konverterer det først signalet ned til en lavere frekvens og bruger derefter FFT -teknikker til at analysere signalet. Manipulationen af FFT'er foregår hurtigt i realtid og efterlader ingen huller og information savnet i det beregnede RF-spektrum. Desuden kan denne type spektrumanalysator prøve indgående signaler i et tidsdomæne (som med et oscilloskop) og konvertere dem til et frekvensdomæne ved hjælp af FFT -algoritmen. Det fanger et helt frekvensbånd på én gang, analyserer det og viser derefter spektret.
PXI spektrumanalysator. PXI er en standard baseret på PCI eXtension Instrumentation og bruges i vid udstrækning til testinstrumentering, dataindsamling og kontrol. Som navnet antyder, er denne type spektrumanalysator baseret på PXI -standarden, så den kan inkorporeres i et PXI -rack.
USB -spektrumanalysator. Denne type spektrumanalysator bruger spektrumanalysatorsoftware til at analysere, gemme, vise og afspille dataene. Softwaren er installeret på en computer, hvor enheden er tilsluttet via USB -port. Dette er mere bærbart og omkostningseffektivt end bench-top spektrumanalysatorer, da kun anskaffelseshardware skal købes.
Håndholdt spektrumanalysator. Dette er praktisk i feltet til overvågning af radio- eller trådløse transmissioner og til kontrol af spektrets egenskaber. Denne type spektrumanalysator er fremstillet i små, håndholdte formater og har ikke den samme ydeevne og kapacitet som de større typer af en spektrumanalysator.
Netværksspektrumanalysator. Denne type spektrumanalysator er forbundet til et netværk via ethernet -porten. Den overvåger enheder på tværs af et netværk. Dette er nyttigt til overvågning af geografisk distribuerede enheder og er normalt installeret i klynger til at dække hele geografien af de enheder, der skal overvåges, og jo større geografien er, desto flere spektrumanalysatorer er nødvendige.
Hvad bruges spektrumanalysatorer til?
Spektrumanalysatorer bruges hovedsageligt i elektroniklaboratorier til test og verificering af RF -ydeevne. De bruges hovedsageligt inden for RF -design, generel elektronisk kredsløbsdesign, elektronikproduktion, baseservice og reparation og installation og service i marken. [1]
Generelle opgaver, som spektrumanalysatorer bruges til i et laboratorium, er:
- kontrollere, om et moduleret signal kan forårsage interferens
- at kontrollere, om der er støj eller forvrængning
- kontrollere, om signalet er i det rigtige frekvensbånd
- undersøge generelle problemer med et signal
- måleeffekt
- måling af fasestøj på et signal
- målefrekvens
- foretager EMI & EMI målinger
- at tegne niveauet for forskellige frekvenser i forhold til hinanden
Uden for laboratoriet har spektrumanalysatorer også mange praktiske anvendelser, såsom fejlfinding af trådløse netværk, test af modulering/kodningsteknikker, overvågning af radiosignaler og kontrol af antennens ydeevne, RF -forstærkerforstærkning, signalbåndbredde og båndbrug. For eksempel inden for mobilnetværk er det yderst nyttigt til at lokalisere og eliminere interferens. Håndholdte spektrumanalysatorer bruges især af mobilnetværksoperatører til interferensjagt for at hjælpe dem med at etablere og vedligeholde netværkssignaler.
Det har også anvendelser inden for andre videnskabelige områder, såsom astronomi, geologi og biokemi, blandt andre. Som et eksempel bruges spektrumanalysatorer til at analysere den kemiske sammensætning af materialer baseret på lysets spektrale mønster inden for spektrometri.
Selvom en spektrumanalysator har mange anvendelser, er den ikke et værktøj for alle. Det ville tage en professionel, der forstår, hvordan det fungerer, og hvordan man fortolker egenskaberne ved et signal for at betjene enheden. Ikke desto mindre er det et uundværligt testinstrument, der har en lang række anvendelser, ikke kun inden for elektronik, men også inden for andre videnskabelige områder.
Kilder:
Hvad er en spektrumanalysator: RF -spektrumanalysator , Electronics-Notes.com