Phenquestions
Spektrianalysaattoreita on erityyppisille signaaleille, mutta tässä artikkelissa keskitytään pääasiassa radiotaajuusspektrianalysaattoreihin.
Mikä on RF-spektrianalysaattori?
RF-spektrianalysaattori on laajalti käytetty testauslaite, joka mittaa tulosignaalin spektrin tehoa mittaamalla sen pystyakselilla (y-akselilla) näytetyn amplitudin verrattuna vaaka-akselilla (x-akselilla) näkyvään taajuuteen. ). Lähtö näytetään taajuusalueella. Se tarjoaa tehokasta tietoa piirien moduulien tai järjestelmien RF-suorituskyvystä, koska analysaattorilta saatujen signaalitietojen avulla läsnäolevien signaalien tyyppi voidaan tunnistaa ja niiden taajuudet, taajuusasteet ja amplitudi mitata. Lisäksi voidaan havaita signaalin muita spektrikomponentteja, kuten hallitseva taajuus, teho, vääristymä, yliaallot ja kaistanleveys.
Mitkä ovat spektrianalysaattorin tyypit?
Yleensä spektrianalysaattorit luokitellaan kahteen tyyppiin: pyyhkäisevä viritetty spektrianalysaattori ja FFT-spektrianalysaattori. Spektrianalysaattorit kehittyivät kuitenkin eri muototekijöissä vuosien varrella ja kehittivät jatkuvasti tekniikkaa. Muototekijöistään huolimatta sillä on edelleen päätarkoitus - analysoida minkä tahansa signaalin taajuusspektri. Alla on spektrianalysaattorien eri tyypit ja muodot, jotka on tarkoitettu eri käyttötarkoituksiin.
Pyyhkäisi spektrianalysaattorin. Pyyhkäisytyyppi tunnetaan myös nimellä superheterodyni-spektrianalysaattori ja spektrianalysaattorin perinteinen ja vanhin muoto. Vanhemmat mallit tukeutuvat analogisiin tekniikoihin ja ovat olleet monien vuosien ajan spektrianalyysitestauksen perustana. Suurin osa näistä malleista on jo vanhentuneita ja korvataan nykyaikaisilla pyyhkäisyspektrianalysaattoreilla, jotka käyttävät digitaalista tekniikkaa.
Digitaalinen FFT (Fast Fourier Transform) -spektrianalysaattori. Kuten nimestä käy ilmi, tämän tyyppinen spektrianalysaattori käyttää digitaalista tekniikkaa ja muuntaa analogiset signaalit digitaalimuodoksi FFT-tekniikoilla. Pähkinänkuoressa FFT-tekniikat käyttävät matemaattista prosessia aaltomuodon muuntamiseksi taajuusspektriinsä komponenteiksi.
Reaaliaikainen spektrianalysaattori. Tämä FFT-pohjainen spektrianalysaattori on pyyhkäisyn ja FFT: n yhdistelmä. Superheterodyne-tekniikkaa käyttämällä se muuntaa ensin signaalin alemmalle taajuudelle ja analysoi sitten signaalin FFT-tekniikoilla. FFT: n manipulointi tapahtuu nopeasti reaaliajassa, jolloin lasketusta radiotaajuusspektristä ei jää aukkoja ja tietoja. Tämän tyyppinen spektrianalysaattori voi lisäksi ottaa näytteitä saapuvista signaaleista aikatasossa (kuten oskilloskoopilla) ja muuntaa ne taajuusalueeksi käyttämällä FFT-algoritmia. Se sieppaa koko taajuuskaistan kerralla, analysoi sen ja näyttää sitten spektrin.
PXI-spektrianalysaattori. PXI on standardi, joka perustuu PCI eXtension Instrumentation -laitteeseen, ja sitä käytetään laajalti testausinstrumentointiin, tiedonhankintaan ja ohjaukseen. Kuten nimestä voi päätellä, tämän tyyppinen spektrianalysaattori perustuu PXI-standardiin, joten se voidaan liittää PXI-telineeseen.
USB-spektrianalysaattori. Tämän tyyppinen spektrianalysaattori käyttää spektrianalysaattoriohjelmistoa tietojen analysointiin, tallentamiseen, näyttämiseen ja toistamiseen. Ohjelmisto asennetaan tietokoneeseen, johon laite on kytketty USB-portin kautta. Tämä on kannettavampaa ja kustannustehokkaampaa kuin penkkiyksikön spektrianalysaattorit, koska vain hankintalaitteita on ostettava.
Kannettava spektrianalysaattori. Tämä on kätevää radio- tai langattomien lähetysten seurannassa ja taajuuksien ominaisuuksien tarkistuksessa. Valmistettu pienissä kannettavissa muodoissa, tämän tyyppisellä spektrianalysaattorilla ei ole samaa suorituskykyä ja suorituskykyä kuin suuremmilla spektrianalysaattoreilla.
Verkotettu spektrianalysaattori. Tämäntyyppinen spektrianalysaattori on kytketty verkkoon Ethernet-portin kautta. Se valvoo laitteita verkon kautta. Tästä on hyötyä maantieteellisesti hajautettujen laitteiden seurannassa ja se asennetaan yleensä klustereihin kattamaan valvottavien laitteiden koko maantiede, joten mitä suurempi maantiede, sitä enemmän tarvitaan spektrianalysaattoreita.
Mihin spektrianalysaattoreita käytetään?
Spektrianalysaattoreita käytetään pääasiassa elektroniikkalaboratorioissa RF-suorituskyvyn testaamiseen ja todentamiseen. Niitä käytetään pääasiassa radiotaajuussuunnittelussa, yleisessä elektroniikkapiirisuunnittelussa, elektroniikan valmistuksessa, peruspalvelussa ja korjauksessa sekä kenttäasennuksessa ja huollossa.[1]
Yleisiä tehtäviä, joihin spektrianalysaattoreita käytetään laboratoriossa, ovat:
- tarkistetaan, voiko moduloitu signaali aiheuttaa häiriöitä
- melun tai vääristymien varalta
- tarkistetaan onko signaali oikealla taajuusalueella
- signaalin yleisten ongelmien tutkiminen
- mittausteho
- mittaamalla vaihekohina signaalilla
- mittaustaajuus
- EMI- ja EMI-mittausten suorittaminen
- piirtämällä eri taajuuksien taso toisiinsa nähden
Laboratorion ulkopuolella spektrianalysaattoreilla on myös monia käytännön käyttötapoja, kuten langattomien verkkojen virheenkorjaus, modulaatio- / koodaustekniikoiden testaus, radiosignaalien tarkkailu ja antennin suorituskyvyn, RF-vahvistimen vahvistuksen, signaalin kaistanleveyden ja kaistan käytön tarkistus. Esimerkiksi matkaviestinverkkojen alueella se on erittäin hyödyllinen häiriöiden paikantamisessa ja poistamisessa. Matkapuhelinoperaattorit käyttävät erityisesti kannettavia spektrianalysaattoreita häiriöidenetsintään auttaakseen heitä luomaan ja ylläpitämään verkkosignaaleja.
Sitä on käytetty myös muilla tieteenaloilla, kuten tähtitiede, geologia ja biokemia. Esimerkiksi spektrianalysaattoreita käytetään materiaalien kemiallisen koostumuksen analysointiin spektrin valon spektrikuvion perusteella.
Vaikka spektrianalysaattorilla on monia käyttötarkoituksia, se ei ole työkalu kaikille. Laitteen käyttäminen vaatii ammattilaisen, joka ymmärtää sen toiminnan ja tulkitsee signaalin ominaisuudet. Siitä huolimatta se on välttämätön testilaite, jolla on laaja valikoima käyttökohteita paitsi elektroniikan myös muilla tieteen aloilla.
Lähteet:
Mikä on spektrianalysaattori: RF-spektrianalysaattori, Electronics-Notes.com
