On olemassa spektrianalysaattoreita erityyppisille signaaleille, mutta tämä artikkeli keskittyy pääasiassa radiotaajuusspektrianalysaattoreihin.
Mikä on RF -spektrianalysaattori?
RF-spektrianalysaattori on laajalti käytetty testauslaite, joka mittaa tulosignaalin spektrin tehon mittaamalla sen amplitudin, joka näkyy pystysuoralla akselilla (y-akseli), verrattuna sen taajuuteen, joka näkyy vaaka-akselilla (x-akseli) ). Lähtö näkyy taajuusalueella. Se tarjoaa tehokkaan käsityksen piirien moduulien tai järjestelmien RF -suorituskyvystä, koska analysaattorilta saatujen signaalitietojen avulla voidaan tunnistaa läsnä olevien signaalien tyyppi ja mitata niiden taajuudet, taajuustasot ja amplitudi. Lisäksi voidaan havaita muita signaalin spektrikomponentteja, kuten hallitseva taajuus, teho, vääristymä, harmoniset yms. Ja kaistanleveys.
Mitkä ovat spektrianalysaattorin tyypit?
Yleensä spektrianalysaattorit luokitellaan kahteen tyyppiin: pyyhkäisyviritetty spektrianalysaattori ja FFT-spektrianalysaattori. Spektrianalysaattorit ovat kuitenkin kehittyneet eri muodoissa vuosien mittaan ja kehittyneet jatkuvasti tekniikan mukana. Muototekijöistä riippumatta se palvelee edelleen päätarkoitustaan - analysoida minkä tahansa signaalin taajuusspektri. Alla on spektrianalysaattoreiden eri tyypit ja muodot, joista jokainen on tarkoitettu eri käyttötarkoituksiin ja sovelluksiin.
Nopea spektrianalysaattori. Tunnetaan myös nimellä superheterodyne -spektrianalysaattori, pyyhkäisytyyppi on spektrianalysaattorin perinteinen ja vanhin muoto. Vanhemmat mallit perustuvat analogisiin tekniikoihin ja ovat toimineet spektrianalyysitestauksen perustana monta vuotta. Useimmat näistä malleista ovat jo vanhentuneita, ja ne korvataan nykyaikaisilla pyyhkäistyneillä spektrianalysaattoreilla, jotka käyttävät digitaalisia tekniikoita.
Digitaalinen FFT (Fast Fourier Transform) -spektrianalysaattori. Kuten nimestä käy ilmi, tämäntyyppinen spektrianalysaattori käyttää digitaalitekniikkaa ja muuntaa analogiset signaalit digitaaliseen muotoonsa FFT -tekniikoilla. Lyhyesti sanottuna FFT -tekniikat käyttävät matemaattista prosessia muuntaakseen aaltomuodon sen taajuusspektrin komponentteiksi.
Reaaliaikainen spektrianalysaattori. Tämä FFT-pohjainen spektrianalysaattori on pyyhkäisy- ja FFT-tyyppinen hybridi. Käyttämällä superheterodyne -tekniikkaa se muuntaa ensin signaalin alemmalle taajuudelle ja käyttää sitten FFT -tekniikoita signaalin analysointiin. FFT-laitteiden manipulointi suoritetaan nopeasti reaaliajassa jättämättä aukkoja ja tietoja menetetyksi lasketussa RF-spektrissä. Lisäksi tämäntyyppinen spektrianalysaattori voi ottaa näytteitä saapuvista signaaleista aika -alueella (kuten oskilloskoopilla) ja muuntaa ne taajuusalueeksi FFT -algoritmin avulla. Se kaappaa koko taajuuskaistan kerralla, analysoi sen ja näyttää sitten spektrin.
PXI -spektrianalysaattori. PXI on PCI eXtension Instrumentation -standardiin perustuva standardi, ja sitä käytetään laajalti testauslaitteistoissa, tietojen keräämisessä ja ohjauksessa. Kuten nimestä voi päätellä, tämäntyyppinen spektrianalysaattori perustuu PXI -standardiin, joten se voidaan sisällyttää PXI -telineeseen.
USB -spektrianalysaattori. Tämäntyyppinen spektrianalysaattori käyttää spektrianalysaattori -ohjelmistoa tietojen analysointiin, tallentamiseen, näyttämiseen ja toistamiseen. Ohjelmisto on asennettu tietokoneeseen, johon laite on liitetty USB -portin kautta. Tämä on kannettavampi ja kustannustehokkaampi kuin pöytätason spektrianalysaattorit, koska vain hankintalaitteisto on ostettava.
Kädessä pidettävä spektrianalysaattori. Tämä on kätevää alalla radio- tai langattomien lähetysten valvomiseksi ja taajuuksien ominaisuuksien tarkistamiseksi. Tämäntyyppisellä spektrianalysaattorilla, joka on valmistettu pienissä, käsikäyttöisissä muodoissa, ei ole samaa suorituskykyä ja ominaisuuksia kuin suuremmilla spektrianalysaattoreilla.
Verkotettu spektrianalysaattori. Tämäntyyppinen spektrianalysaattori on kytketty verkkoon ethernet -portin kautta. Se valvoo laitteita verkon kautta. Tämä on hyödyllistä maantieteellisesti hajautettujen laitteiden valvonnassa, ja se asennetaan yleensä klustereihin kattamaan valvottujen laitteiden koko maantiede, joten mitä suurempi maantiede, sitä enemmän spektrianalysaattoreita tarvitaan.
Mihin spektrianalysaattoreita käytetään?
Spektrianalysaattoreita käytetään pääasiassa elektroniikkalaboratorioissa RF -suorituskyvyn testaamiseen ja tarkistamiseen. Niitä käytetään pääasiassa RF -suunnittelussa, yleisessä elektroniikkapiirien suunnittelussa, elektroniikan valmistuksessa, peruspalvelussa ja -korjauksessa sekä kenttäasennuksessa ja -huollossa. [1]
Yleisiä tehtäviä, joita spektrianalysaattoreita käytetään laboratoriossa, ovat:
- tarkistetaan, voiko moduloitu signaali aiheuttaa häiriöitä
- melun tai vääristymien tarkistaminen
- tarkistaa, onko signaali oikealla taajuuskaistalla
- tutkimalla yleisiä ongelmia signaalin kanssa
- mittaa tehoa
- vaihekohinan mittaaminen signaalista
- mittaustaajuus
- EMI- ja EMI -mittaukset
- piirtämällä eri taajuuksien tasoa suhteessa toisiinsa
Laboratorion ulkopuolella spektrianalysaattoreilla on myös monia käytännön käyttötarkoituksia, kuten langattomien verkkojen virheenkorjaus, modulaatio-/koodaustekniikoiden testaus, radiosignaalien seuranta ja antennin suorituskyvyn tarkistaminen, RF -vahvistimen vahvistus, signaalin kaistanleveys ja kaistan käyttö. Esimerkiksi mobiiliverkkojen alalla se on erittäin hyödyllinen häiriöiden paikantamisessa ja poistamisessa. Matkaviestinverkon operaattorit käyttävät erityisesti kädessä pidettäviä spektrianalysaattoreita häiriöiden etsimiseen auttaakseen heitä muodostamaan ja ylläpitämään verkkosignaaleja.
Sitä käytetään myös muilla tieteenaloilla, kuten tähtitiede, geologia ja biokemia. Esimerkiksi spektrianalysaattoreita käytetään materiaalien kemiallisen koostumuksen analysointiin spektrometrian alan valon spektrikuvion perusteella.
Vaikka spektrianalysaattorilla on monia käyttötarkoituksia, se ei ole työkalu kaikille. Laitteen käyttäminen vaatisi ammattilaisen, joka ymmärtää, miten se toimii ja miten tulkitaan signaalin ominaisuudet. Siitä huolimatta se on välttämätön testauslaite, jolla on laaja käyttötarkoitus paitsi elektroniikan alalla myös muilla tieteenaloilla.
Lähteet:
Mikä on spektrianalysaattori: RF -spektrianalysaattori , Electronics-Notes.com