Съществуват спектроанализатори за различни типове сигнали, но тази статия ще се фокусира главно върху радиочестотните (RF) анализатори на спектъра.
Какво е анализатор на радиочестотен спектър?
Анализаторът на радиочестотен спектър е широко използван изпитвателен инструмент, който измерва мощността на спектъра на входния сигнал чрез измерване на неговата амплитуда, показана на вертикалната ос (оста y), спрямо нейната честота, показана на хоризонталната ос (ос x ). Изходът се показва в честотната област. Той е ефективен при предоставянето на представа за RF характеристиките на модулите или системите на схемите, тъй като с информацията за сигнала, получена от анализатора, може да се идентифицира видът на наличните сигнали и да се измерват техните честоти, честотни нива и амплитуда. Освен това могат да се наблюдават други спектрални компоненти на сигнала, като доминираща честота, мощност, изкривяване, хармоници и честотна лента.
Какви са видовете анализатори на спектъра?
Като цяло, анализаторите на спектъра са категоризирани в два типа: анализатор на спектъра с изместена честота и анализатор на спектъра FFT. Въпреки това, анализаторите на спектъра се развиват в различни форм -фактори през годините, непрекъснато напредвайки с технологиите. Независимо от форм -факторите си, той все още служи на основната си цел - да анализира честотния спектър на всеки даден сигнал. По -долу са различните видове и форм -фактори на спектроанализатори, всеки от които е предназначен за различни приложения и приложения.
Анализатор на обхванатия спектър. Известен също като анализатор на суперхетеродинния спектър, типът на изместване е традиционната и най -старата форма на анализатора на спектъра. По -старите модели разчитат на аналогови техники и служат като основа за тестване на спектърния анализ в продължение на много години. Повечето от тези модели вече са остарели и са заменени от съвременни видове анализатори на спектър, които използват цифрови техники.
Цифров спектроанализатор FFT (Fast Fourier Transform). Както подсказва името, този тип спектрален анализатор използва цифрова технология, преобразувайки аналогови сигнали в техния цифров формат, използвайки FFT техники. Накратко, FFT техниките използват математически процес за трансформиране на форма на вълната в компонентите на нейния честотен спектър.
Анализатор на спектъра в реално време. Този анализатор на спектър, базиран на FFT, е хибрид от изместен и FFT тип. Използвайки техниката на суперхетеродин, тя първо преобразува сигнала до по -ниска честота, след това използва FFT техники за анализ на сигнала. Манипулирането на БПФ се извършва бързо в реално време, като не се оставят пропуски и информация, пропусната в изчисления радиочестотен спектър. Освен това, този тип спектрален анализатор може да взема проби от входящи сигнали във времева област (както при осцилоскоп) и да ги преобразува в честотна област, използвайки алгоритъма FFT. Той улавя цяла честотна лента наведнъж, анализира я и след това показва спектъра.
PXI анализатор на спектъра. PXI е стандарт, базиран на PCI eXtension Instrumentation и се използва широко за измерване на инструменти, събиране на данни и контрол. Както подсказва името, този тип анализатор на спектър се основава на стандарта PXI, така че може да бъде включен в PXI багажник.
USB анализатор на спектъра. Този тип анализатор на спектър използва софтуер за анализ на спектъра, за да анализира, съхранява, показва и възпроизвежда данните. Софтуерът е инсталиран на компютър, към който устройството е свързано чрез USB порт. Това е по-преносимо и рентабилно от настолните анализатори на спектъра, тъй като трябва да се закупи само хардуер за придобиване.
Ръчен анализатор на спектъра. Това е полезно в областта за наблюдение на радио или безжични предавания и за проверка на характеристиките на спектъра. Изработен в малки, ръчни формати, този тип анализатор на спектъра няма същата производителност и възможности като по -големите типове спектроанализатор.
Анализатор на мрежов спектър. Този тип анализатор на спектъра е свързан към мрежа чрез Ethernet порт. Той следи устройствата в мрежа. Това е полезно при наблюдение на географски разпределени устройства и обикновено се инсталира в клъстери, за да обхване цялата география на устройствата, които ще се наблюдават, като по този начин колкото по-голяма е географията, толкова повече анализатори на спектъра са необходими.
За какво се използват анализаторите на спектър?
Анализаторите на спектъра се използват главно в лаборатории за електроника за тестване и проверка на RF характеристиките. Те се използват главно в RF проектирането, общото проектиране на електронни схеми, производството на електроника, базовото обслужване и ремонт, както и монтажа и обслужването на място. [1]
Общите задачи, за които се използват анализатори на спектър в лаборатория, са:
- проверка дали модулиран сигнал може да причини смущения
- проверка за наличие на шум или изкривяване
- проверка дали сигналът е в дясната честотна лента
- изследване на общи проблеми със сигнал
- измервателна мощност
- измерване на фазов шум по сигнал
- честота на измерване
- извършване на EMI & EMI измервания
- начертаване на нивото на различни честоти една спрямо друга
Извън лабораторията, анализаторите на спектър също имат много практически приложения, като например отстраняване на грешки в безжични мрежи, тестване на техники за модулация/кодиране, мониторинг на радиосигнали и проверка на работата на антената, усилване на RF усилвател, честотна лента на сигнала и използване на честотната лента. В областта на мобилните мрежи например, той е изключително полезен при локализиране и премахване на смущения. Ръчните анализатори на спектъра, по -специално, се използват от операторите на мобилни мрежи за лов на смущения, за да им помогнат да установят и поддържат мрежови сигнали.
Той има приложение и в други области на науката като астрономия, геология и биохимия, между другото. Като пример, анализаторите на спектъра се използват за анализ на химичния състав на материалите въз основа на спектралния модел на светлината в областта на спектрометрията.
Въпреки че анализаторът на спектър има много приложения, той не е инструмент за всички. За работа с устройството ще е необходим професионалист, който разбира как работи и как да интерпретира характеристиките на сигнала. Независимо от това, това е незаменим изпитвателен инструмент, който има широк спектър от приложения не само в областта на електрониката, но и в други области на науката.
Източници:
Какво е анализатор на спектъра: анализатор на радиочестотен спектър , Electronics-Notes.com