Det finnes spektrumanalysatorer for forskjellige typer signaler, men denne artikkelen vil hovedsakelig fokusere på radiofrekvens (RF) spektrumanalysatorer.
Hva er en RF Spectrum Analyzer?
En RF-spektrumanalysator er et mye brukt testinstrument som måler effekten 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 kretsers moduler eller systemer fordi, 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, for eksempel dominerende frekvens, effekt, forvrengning, harmoniske og båndbredde, observeres.
Hva er typene spektrumanalysator?
Generelt er spektrumanalysatorer kategorisert i to typer: den feide avstemte spektrumanalysatoren og FFT-spektrumanalysatoren. Imidlertid utviklet spektrumanalysatorer seg i forskjellige formfaktorer gjennom årene, og fortsatte kontinuerlig med teknologi. Uavhengig av formfaktorene tjener den fremdeles hovedformålet - å analysere frekvensspekteret til et gitt signal. Nedenfor er de forskjellige typene og formfaktorene for spektrumanalysatorer, hver beregnet på forskjellige bruksområder og applikasjoner.
Feid spektrumanalysator. Også kjent som superheterodyne -spektrumanalysatoren, er den feide typen den tradisjonelle og den eldste formen for spektrumanalysatoren. De eldre modellene er avhengige av analoge teknikker og har tjent som grunnlag for testing av spektrumanalyser i mange år. De fleste av disse modellene er allerede utdaterte og erstattes av moderne typer feide spektrumanalysatorer som bruker digitale teknikker.
Digital FFT (Fast Fourier Transform) spektrumanalysator. Som navnet indikerer, 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.
Spekteranalysator i sanntid. Denne FFT-baserte spektrumanalysatoren er en hybrid av feid og FFT-type. Ved hjelp av superheterodyne -teknikken konverterer den først signalet ned til en lavere frekvens, og bruker deretter FFT -teknikker for å analysere signalet. Manipuleringen av FFT-er skjer raskt i sanntid og etterlater ingen hull og informasjon savnet i det beregnede RF-spekteret. Videre kan denne typen spektrumanalysator prøve 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 samtidig, analyserer det og viser deretter spekteret.
PXI spektrumanalysator. PXI er en standard basert på PCI eXtension Instrumentation og er mye brukt for testinstrumentering, datainnsamling og kontroll. Som navnet antyder, er denne typen spektrumanalysator basert på PXI -standarden, og den kan derfor inkorporeres i et PXI -rack.
USB -spektrumanalysator. Denne typen spektrumanalysator bruker programvare for spektrumanalysator til å analysere, lagre, vise og spille av dataene. 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 det bare er anskaffelse av maskinvare som skal anskaffes.
Håndholdt spektrumanalysator. Dette er nyttig i feltet for overvåking av radio- eller trådløse overføringer og for å kontrollere egenskapene til spekteret. Denne typen spektrumanalysator er laget i små, håndholdte formater, og har ikke samme ytelse og kapasitet som de større typene av en spektrumanalysator.
Nettverksspekter analysator. 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, og jo større geografien er, desto flere spektrumanalysatorer er nødvendig.
Hva brukes spektrumanalysatorer til?
Spektrumanalysatorer brukes hovedsakelig i elektronikklaboratorier for testing og verifisering av RF -ytelse. De brukes hovedsakelig i RF -design, generell elektronisk kretsdesign, elektronikkproduksjon, baseservice og reparasjon, og installasjon og service i feltet. [1]
Generelle oppgaver som spektrumanalysatorer brukes til i et laboratorium er:
- sjekke om et modulert signal kan forårsake forstyrrelser
- å kontrollere om det er støy eller forvrengning
- sjekke om signalet er i det riktige frekvensbåndet
- undersøke generelle problemer med et signal
- målekraft
- måling av fasestøy på et signal
- målefrekvens
- foretar EMI- og EMI -målinger
- plotte nivået på forskjellige frekvenser i forhold til hverandre
Utenfor laboratoriet har spektrumanalysatorer også mange praktiske bruksområder, for eksempel feilsøking av trådløse nettverk, testing av modulasjon/kodingsteknikker, overvåking av radiosignaler og kontroll av antenneytelse, forsterkning av RF -forsterker, signalbåndbredde og båndbruk. For eksempel innen mobilnett er det ekstremt nyttig for å finne og eliminere forstyrrelser. Spesielt håndholdte spektrumanalysatorer brukes av mobilnettoperatører for interferensjakt for å hjelpe dem med å etablere og vedlikeholde nettverkssignaler.
Den har også bruk innen andre vitenskapsområder som astronomi, geologi og biokjemi, blant andre. Som et eksempel brukes spektrumanalysatorer for å analysere den kjemiske sammensetningen av materialer basert på lysets spektrale mønster innen spektrometri.
Selv om en spektrumanalysator har mange bruksområder, er den ikke et verktøy for alle. Det vil ta en profesjonell som forstår hvordan det fungerer og hvordan man tolker egenskapene til et signal for å betjene enheten. Ikke desto mindre er det et uunnværlig testinstrument som har et bredt spekter av bruksområder, ikke bare innen elektronikk, men også på andre vitenskapsområder.
Kilder:
Hva er en spektrumanalysator: RF -spektrumanalysator , Electronics-Notes.com