Phenquestions
Spektri analüsaatoreid on erinevat tüüpi signaalide jaoks, kuid see artikkel keskendub peamiselt raadiosageduse (RF) spektraalanalüsaatoritele.
Mis on raadiospektri analüsaator?
RF-spektraalanalüsaator on laialt kasutatav katsevahend, mis mõõdab sisendsignaali spektri võimsust, mõõtes selle vertikaalteljel (y-teljel) kuvatud amplituudi ja horisontaalteljel (x-teljel) kuvatavat sagedust. ). Väljund kuvatakse sagedusalas. See annab tõhusat ülevaadet ahelate moodulite või süsteemide raadiosagedustõhususest, kuna analüsaatorilt saadud signaaliteabe abil saab tuvastada olemasolevate signaalide tüübi ning mõõta nende sagedusi, sagedustasemeid ja amplituudi. Lisaks võib täheldada signaali muid spektraalkomponente, nagu domineeriv sagedus, võimsus, moonutused, harmoonilised ja ribalaius.
Mis on spektrianalüsaatori tüübid?
Üldiselt on spektrianalüsaatorid jagatud kahte tüüpi: pühitud häälestatud spektraalanalüsaator ja FFT spektraalanalüsaator. Spektri analüsaatorid arenesid aastate jooksul erinevates vormitegurites, edenedes pidevalt tehnoloogiaga. Hoolimata vormiteguritest täidab see endiselt oma peamist eesmärki - analüüsida iga antud signaali sagedusspektrit. Allpool on toodud spektrianalüsaatorite erinevad tüübid ja vormitegurid, millest igaüks on mõeldud erinevateks kasutusteks ja rakendusteks.
Pühitud spektraalanalüsaator. Pühkimistüüp, mida nimetatakse ka superheterodüüni spektraalanalüsaatoriks, on spektraalanalüsaatori traditsiooniline ja vanim. Vanemad mudelid toetuvad analoogtehnikale ja on aastaid olnud spektrianalüüside testimise aluseks. Enamik neist mudelitest on juba aegunud ja asendatud digitaalsete tehnikatega kaasaegsete pühitud spektraalanalüsaatoritega.
Digitaalne FFT (Fast Fourier Transform) spektraalanalüsaator. Nagu nimigi osutab, kasutab seda tüüpi spektraalanalüsaator digitaaltehnoloogiat, teisendades analoogsignaalid oma digitaalsesse vormingusse FFT tehnikate abil. Lühidalt öeldes kasutavad FFT tehnikad matemaatilist protsessi lainekuju muutmiseks selle sagedusspektri komponentideks.
Reaalajas spektraalanalüsaator. See FFT-põhine spektraalanalüsaator on pühitud ja FFT tüüpi hübriid. Kasutades superheterodüüni tehnikat, teisendab see signaali kõigepealt madalamale sagedusele, seejärel kasutab signaali analüüsimiseks FFT tehnikaid. FFT-dega manipuleeritakse reaalajas kiiresti, jättes arvutatud raadiospektris puudu lünkadest ja teabest. Lisaks saab seda tüüpi spektrianalüsaatorit proovida sissetulevaid signaale ajadomeenis (nagu ostsilloskoobi puhul) ja teisendada need FFT algoritmi abil sagedusdomeeniks. See haarab korraga terve sagedusriba, analüüsib seda ja kuvab seejärel spektri.
PXI spektri analüsaator. PXI on PCI eXtension Instrumentation'il põhinev standard ja seda kasutatakse laialdaselt testimisseadmete, andmete hankimise ja juhtimise jaoks. Nagu nimigi ütleb, põhineb seda tüüpi spektraalanalüsaator PXI standardil, seega saab selle integreerida PXI racki.
USB-spektraalanalüsaator. Seda tüüpi spektrianalüsaator kasutab andmete analüüsimiseks, salvestamiseks, kuvamiseks ja taasesitamiseks spektraalanalüsaatori tarkvara. Tarkvara on installitud arvutisse, kuhu seade on ühendatud USB-pordi kaudu. See on kaasaskantavam ja kulutõhusam kui tipptasemel spektraalanalüsaatorid, kuna tuleb osta ainult hankimisriistvara.
Pihuarvuti analüsaator. See on raadio- või traadita edastuste jälgimisel ja spektri omaduste kontrollimisel mugav. Valmistatud väikestes pihuarvutites, pole seda tüüpi spektraalanalüsaatoril sama jõudlust ja võimekust kui suurematel spektraalanalüsaatoritel.
Võrguühendusega spektraalanalüsaator. Seda tüüpi spektrianalüsaator on ühendatud võrguga Etherneti pordi kaudu. See jälgib seadmeid kogu võrgus. See on kasulik geograafiliselt jaotatud seadmete jälgimisel ja on tavaliselt paigaldatud klastritesse, et katta kogu jälgitavate seadmete geograafia, seega mida suurem geograafia, seda rohkem on vaja spektraalanalüsaatoreid.
Milleks kasutatakse spektrianalüsaatoreid?
Spektrianalüsaatoreid kasutatakse peamiselt elektroonikalaborites RF-jõudluse testimiseks ja kontrollimiseks. Neid kasutatakse peamiselt raadiosagedustoodete projekteerimisel, elektrooniliste vooluringide üldisel kujundamisel, elektroonika tootmisel, baashooldusel ja remondil ning välitöötlemisel ja hooldusel.[1]
Spektri analüsaatoreid laboris kasutatakse järgmiselt:
- kontrollitakse, kas moduleeritud signaal võib tekitada häireid
- müra või moonutuste olemasolu kontrollimine
- kontrollitakse, kas signaal on õiges sagedusribas
- signaaliga seotud üldiste probleemide uurimine
- võimsuse mõõtmine
- faasimüra mõõtmine signaalil
- mõõtesagedus
- EMI ja EMI mõõtmiste tegemine
- erinevate sageduste taseme joonistamine üksteise suhtes
Väljaspool laborit on spektraalanalüsaatoritel ka palju praktilisi kasutusviise, nagu traadita võrkude silumine, modulatsiooni / kodeerimise tehnikate testimine, raadiosignaalide jälgimine ja antenni jõudluse kontrollimine, RF-võimendi võimendus, signaali ribalaius ja ribakasutus. Näiteks mobiilsidevõrkude valdkonnas on see äärmiselt kasulik häirete leidmiseks ja kõrvaldamiseks. Eelkõige pihusageduse analüsaatoreid kasutavad mobiilsidevõrgu operaatorid häirete otsimiseks, et aidata neil võrgusignaale luua ja säilitada.
Sellel on muu hulgas ka muid teadusvaldkondi nagu astronoomia, geoloogia ja biokeemia. Näiteks kasutatakse spektraalanalüsaatoreid materjalide keemilise koostise analüüsimiseks spektromeetria valdkonnas valguse spektraalse mustri põhjal.
Kuigi spektraalanalüsaatoril on palju kasutusvõimalusi, pole see kõigi jaoks tööriist. Seadme käitamiseks oleks vaja spetsialisti, kes saab aru, kuidas see töötab ja kuidas signaali omadusi tõlgendada. Sellegipoolest on see hädavajalik katsevahend, mida kasutatakse laialdaselt mitte ainult elektroonika, vaid ka muude teadusvaldkondade jaoks.
Allikad:
Mis on spektri analüsaator: raadiospektri analüsaator, Electronics-Notes.com
