Phenquestions
Existujú spektrálne analyzátory pre rôzne typy signálov, ale tento článok sa zameria hlavne na rádiofrekvenčné (RF) spektrálne analyzátory.
Čo je to RF spektrálny analyzátor?
Analyzátor RF spektra je široko používaný testovací prístroj, ktorý meria výkon spektra vstupného signálu meraním jeho amplitúdy zobrazenej na zvislej osi (os y) oproti jeho frekvencii zobrazenej na vodorovnej osi (os x). ). Výstup sa zobrazuje vo frekvenčnej doméne. Účinne poskytuje informácie o vysokofrekvenčnom výkone modulov alebo systémov obvodov, pretože pomocou informácií o signáloch získaných z analyzátora je možné identifikovať typ prítomných signálov a merať ich frekvencie, úrovne frekvencií a amplitúdu. Ďalej je možné pozorovať ďalšie spektrálne zložky signálu, ako napríklad dominantnú frekvenciu, výkon, skreslenie, harmonické kmitočty a šírku pásma.
Aké sú typy spektrálneho analyzátora?
Spektrálne analyzátory sa vo všeobecnosti delia na dva typy: spektrálny analyzátor s vyladeným spektrom a spektrálny analyzátor FFT. Analyzátory spektra sa však v priebehu rokov vyvíjali v rôznych tvarových faktoroch a neustále napredovali s technológiou. Bez ohľadu na jeho tvarové faktory stále slúži svojmu hlavnému účelu - analyzovať frekvenčné spektrum ľubovoľného daného signálu. Ďalej sú uvedené rôzne typy a tvarové faktory analyzátorov spektra, z ktorých každý je určený na rôzne použitie a použitie.
Analyzátor so šíreným spektrom. Pozametaný typ, tiež známy ako superheterodynový spektrálny analyzátor, je tradičnou a najstaršou formou spektrálneho analyzátora. Staršie modely sa spoliehajú na analógové techniky a mnoho rokov slúžia ako základ testovania analýzy spektra. Väčšina z týchto modelov je už zastaraná a sú nahradené modernými typmi analyzátorov šíriaceho sa spektra, ktoré používajú digitálne techniky.
Digitálny spektrálny analyzátor FFT (rýchla Fourierova transformácia). Ako naznačuje názov, tento typ spektrálneho analyzátora využíva digitálnu technológiu a prevádza analógové signály na digitálny formát pomocou techník FFT. Stručne povedané, techniky FFT používajú matematický proces na transformáciu priebehu do zložiek jeho frekvenčného spektra.
Spektrálny analyzátor v reálnom čase. Tento spektrálny analyzátor založený na FFT je hybridom typu zametania a typu FFT. Pomocou techniky superheterodynu najskôr prevedie signál na nižšiu frekvenciu, potom na analýzu signálu použije techniky FFT. Manipulácia s FFT sa vykonáva rýchlo v reálnom čase, takže vo vypočítanom RF spektre nie sú medzery a informácie nezmeškané. Ďalej tento typ spektrálneho analyzátora môže vzorkovať prichádzajúce signály v časovej oblasti (ako pri osciloskope) a prevádzať ich do frekvenčnej oblasti pomocou algoritmu FFT. Zachytáva celé pásmo frekvencií naraz, analyzuje ho a potom zobrazuje spektrum.
Spektrálny analyzátor PXI. PXI je štandard založený na PCI eXtension Instrumentation a je široko používaný pre testovacie prístroje, zber dát a kontrolu. Ako už názov napovedá, tento typ spektrálneho analyzátora je založený na štandarde PXI, takže ho možno zabudovať do stojana PXI.
USB spektrálny analyzátor. Tento typ spektrálneho analyzátora používa softvér na analyzovanie spektra na analýzu, ukladanie, zobrazovanie a prehrávanie údajov. Softvér sa inštaluje do počítača, ku ktorému je zariadenie pripojené prostredníctvom portu USB. Je to prenosnejšie a nákladovo efektívnejšie ako stolové analyzátory spektra, pretože je potrebné zakúpiť iba akvizičný hardvér.
Ručný spektrálny analyzátor. To sa hodí v teréne na monitorovanie rádiového alebo bezdrôtového vysielania a na kontrolu charakteristík spektra. Tento typ spektrálneho analyzátora, vyrobený v malých ručných formátoch, nemá rovnaký výkon a výkon ako väčšie typy spektrálneho analyzátora.
Sieťový analyzátor spektra. Tento typ spektrálneho analyzátora je pripojený k sieti prostredníctvom ethernetového portu. Monitoruje zariadenia v sieti. To je užitočné pri monitorovaní geograficky distribuovaných zariadení a zvyčajne sa inštaluje v klastroch, aby pokryli celú geografiu monitorovaných zariadení. Čím je teda geografický priestor väčší, tým viac je potrebných viac analyzátorov spektra.
Na čo sa používajú spektrálne analyzátory?
Spektrálne analyzátory sa používajú hlavne v laboratóriách elektroniky na testovanie a overovanie vysokofrekvenčného výkonu. Používajú sa hlavne v RF dizajne, všeobecnom dizajne elektronických obvodov, výrobe elektroniky, základnom servise a opravách a terénnej inštalácii a servise.[1]
Všeobecné úlohy, ktoré sa v laboratóriu používajú analyzátory spektra, sú:
- kontrola, či modulovaný signál nemôže spôsobovať rušenie
- kontrola prítomnosti šumu alebo skreslenia
- kontrola, či je signál v správnom pásme frekvencie
- vyšetrovanie všeobecných problémov so signálom
- meranie výkonu
- meranie fázového šumu na signáli
- frekvencia merania
- vykonávanie meraní EMI a EMI
- vykreslenie úrovne rôznych frekvencií navzájom
Mimo laboratória majú spektrálne analyzátory tiež mnoho praktických použití, ako napríklad ladenie bezdrôtových sietí, testovanie techník modulácie / kódovania, monitorovanie rádiových signálov a kontrola výkonu antény, zosilnenie VF zosilňovača, šírka pásma signálu a využitie pásma. Napríklad v oblasti mobilných sietí je mimoriadne užitočný pri lokalizácii a eliminácii rušenia. Najmä ručné analyzátory spektra používajú operátori mobilných sietí na lov rušenia, ktorý im pomáha vytvárať a udržiavať sieťové signály.
Má tiež použitie v iných vedeckých oblastiach, ako sú napríklad astronómia, geológia a biochémia. Napríklad spektrálne analyzátory sa používajú na analýzu chemického zloženia materiálov na základe spektrálneho spektra svetla v oblasti spektrometrie.
Aj keď má spektrálny analyzátor mnoho použití, nie je nástrojom pre každého. Na obsluhu zariadenia by bol potrebný odborník, ktorý rozumie tomu, ako to funguje a ako interpretovať vlastnosti signálu. Je to však nepostrádateľný skúšobný prístroj, ktorý má široké použitie nielen v oblasti elektroniky, ale aj v iných vedeckých odboroch.
Zdroje:
Čo je to spektrálny analyzátor: RF spektrálny analyzátor, poznámky k elektronike.com
