Co je to spektrální analyzátor a vysvětlit jeho aplikace

Ve své nejzákladnější podobě a spektrální analyzátor je testovací nástroj, který vyhodnocuje různé charakteristiky obvodu nebo systému v rozsahu rádiových frekvencí. Standardní testovací zařízení by vyhodnotilo množství výpočtem jeho amplitudy za určité období. Nazývá se také a frekvenční analyzátor.
Voltmetry například používají časovou oblast k měření amplitudy napětí. Můžeme tak očekávat sinusovou křivku pro napětí střídavého proudu a přímku pro napětí stejnosměrného proudu. Na druhou stranu by spektrální analyzátory vyhodnotily množství vynesením jeho amplitudy proti jeho frekvenci.
V tomto signálu svislá osa udává amplitudu, proto se jedná o graf. Horizontální osa v reprezentaci frekvenční oblasti ukazuje frekvenci.
Díky mnoha dostupným modelovým konfiguracím může být použit pro různé účely v oblasti přístrojové techniky a měření. Rozměry, hmotnosti a další vlastnosti se liší podle aplikace. Ultra-vysokofrekvenční aplikace gadgetu jsou nyní předmětem studia.
Může být propojen s počítačem a uložit naměřené hodnoty do digitálního systému.

Princip fungování spektrálního analyzátoru
Základní funkcí spektrálního analyzátoru je kvantifikovat spektrální obsah signálu, který je na vstupu do zařízení. A spektrální analyzátor by použil frekvenční doménu k měření obsahu výstupního spektra filtru, pokud bychom analyzovali výstup dolní propusti.
Monitoroval by také hladinu hluku na pozadí a poskytoval by tato data CRO během této operace.
Spektrální analyzátor v podstatě generuje vertikální a horizontální rozmítání na katodovém osciloskopu, které může použít ke klasifikaci své činnosti. Když se měří signál, víme, že horizontální osa bude odpovídat frekvenci a vertikální osa bude odpovídat amplitudě.
Vstupní útlumový člen se používá k zeslabení radiofrekvenční úrovně signálu pro vytvoření horizontálního rozmítání měřeného signálu. Výstup atenuátoru je veden do dolní propusti pro vyhlazení signálu. Poté je signál směrován do zesilovače, který zesílí jeho sílu na požadovanou úroveň.
V tomto bodě je kombinován s výstupem frekvenčně laděného oscilátoru. K vytvoření tvaru vlny s periodickým střídáním se používá oscilátor.
Po zesílení a spojení s oscilátorem je signál odeslán do horizontálního detektoru, který jej převede do frekvenční oblasti. The spektrální analyzátor poskytuje reprezentaci spektrální veličiny signálu ve frekvenční oblasti.
Amplituda je nezbytná pro vertikální rozmítání. Signál je odeslán do napěťově laděného oscilátoru, který vrací svou amplitudu. Radiofrekvenční ladění napěťově laděného oscilátoru. Oscilátorové obvody jsou obvykle konstruovány pomocí řady rezistorů a kondenzátorů. Říká se tomu RC oscilátor nebo zkráceně RC.
Signál prochází kompletním fázovým posunem o 180 stupňů na úrovni oscilátoru. K dosažení tohoto fázového posunu se používají vícestupňové RC obvody. Standardem jsou tři úrovně.
V určitých případech se také používají transformátory pro splnění úkolu fázového posunu. K regulaci frekvence oscilátoru se obvykle používá také generátor ramp. V určitých případech je modulátor šířky impulsů spojen s generátorem rampy, aby vytvořil rampu impulsů.
Vertikální rozmítací obvod přijímá výstup oscilátoru, který dává osciloskopu s katodovým paprskem jeho amplitudu.

Proč používat spektrální analyzátor?
Pochopení krátkodobého a dlouhodobého chování parametrů frekvence, amplitudy a modulace je zásadní vzhledem k obtížnosti popisu činnosti moderních RF zařízení.
Typické přístroje, jako jsou analyzátory rozmítaného spektra (SA) a analyzátory vektorových signálů (VSA), zachycují signály buď ve frekvenční nebo modulační doméně. V mnoha případech to nestačí k adekvátní charakterizaci neustále se měnící povahy dnešních RF přenosů.
Přechodné a dynamické RF signály představují jedinečné problémy a společnost vyvinula architekturu spektrálního analyzátoru v reálném čase (RTSA), aby překonala omezení měření SA a VSA. Digitální zpracování signálu (DSP) v reálném čase se používá k analýze signálů v reálném čase Spektrum Analyzer než se uloží do paměti.
Vzhledem k rychlosti zpracování v reálném čase mohou uživatelé vidět události, které by si jinak tradiční systémy nevšimly, a selektivně spouštět spouštěče pro uložení těchto událostí do paměti. Data uložená v paměti mohou být důkladně vyhodnocena v mnoha různých polích pomocí dávkového zpracování.
LISUN má dokonalé spektrální analyzátory pro testování.

Potřeba analyzátorů
Signál v bezdrátovém komunikačním systému je posílán z jednoho konce na druhý, jak je dobře známo. Zjednodušeně řečeno, tento signál je zprávou, kterou musí odeslat na přijímací stranu, aby komunikace proběhla.
Kvalita signálu se však během přenosu zhoršuje. Síla signálu se snížila především kvůli šumu v přenosových i přijímacích kanálech. V důsledku toho můžeme dojít k závěru, že šum snižuje sílu signálu.
Šum v signálu snižuje jeho přenosový dosah a přesnost přijímače. Z tohoto důvodu není konečná hodnota stabilní a naopak kolísá.
Do přenosu může vnášet vnitřní i vnější zdroje hluku. Podle toho můžeme hluk rozdělit do dvou kategorií: vnitřní a vnější.
Přenos mezi anténami zavádí šum, který lze měřit kvantitativně pomocí analyzátorů nebo spektrálních analyzátorů.

Hlavní typy spektrálních analyzátorů
Obecně existují tři různé typy spektrálních analyzátorů na základě jejich konstrukce. Důsledně se používají tyto tři typy:

Swept Spectrum Analyzers (SA)
Standardní metoda spektrální analýzy využívá vyladěné superheterodynní nastavení, které je optimální pro sledování kalibrovaných konstantních signálů. Konverze signálu, který nás zajímá, umožňuje SA měřit výkon vs. frekvenci rozmítáním propustného pásma filtru šířky pásma rozlišení (RBW).
Jedna frekvence ve zvoleném rozsahu má svou amplitudu měřenou detektorem po průchodu RBW filtrem.
Tato metoda má potenciál poskytnout široký dynamický rozsah, ale je omezená tím, že dokáže vypočítat data o amplitudě pouze pro jeden frekvenční bod najednou. Aby byla zaručena spolehlivá zjištění, mělo by být testování omezeno na vstupní signály, které jsou relativně stabilní v čase.

Vektorové analyzátory signálu (VSA)
Vektorová měření získávají informace o velikosti a fázi při studiu digitálně modulovaných signálů. VSA digitalizuje a ukládá vysokofrekvenční výkonovou křivku generovanou jakýmkoliv zdrojem v propustném pásmu přístroje.
Pro demodulaci, měření a zpracování zobrazení může digitální zpracování signálu (DSP) využívat informace o velikosti a fázi spojené s průběhem v paměti.
I když nyní může ukládat průběhy do paměti, VSA stále není schopen poskytnout komplexní hodnocení přechodných jevů. Protože většina přístrojů pracuje v režimu dávkového zpracování, jsou slepé k událostem mezi akvizicemi.
Vzhledem k obtížnosti spolehlivé detekce neobvyklých nebo vzácných jevů je často nutné externí spouštění; to by zase mohlo vyžadovat nepřiměřenou úroveň informovanosti o samotných událostech.
Podobně se VSA potýká se slabými signály v přítomnosti větších a se signály, které mění frekvenci, ale ne amplitudu.

Spektrální analyzátory v reálném čase (RSA)
Na rozdíl od post-akvizičního zpracování typického pro VSA, RSA provádí analýzu signálu s využitím digitálního zpracování signálu v reálném čase (DSP) před uložením do paměti.
Zpracování dat v reálném čase umožňuje uživateli detekovat a reagovat na události, které by jinak alternativní konstrukce nepostřehly, a proto selektivně zachycovat relevantní data pro pozdější použití. Data uložená v paměti pak mohou být podrobena hloubkové analýze napříč doménami prostřednictvím dávkového zpracování.
Úprava signálu, kalibrace a další formy analýzy jsou také prováděny pomocí motoru DSP v reálném čase.

Co měří spektrální analyzátory?
Amplituda signálu na různých frekvencích může být vidět na a spektrální analyzátor. Umožňuje testovat, zda jsou signály v přijatelném rozsahu. Zobrazuje artefakty, jako je šum, komplikované průběhy, vzácné jevy a chybné signály.
Přechodné signály mohou být zkoumány pomocí spektrálních analyzátorů, stejně jako burst vysílání, závady a fenomén silnějších signálů skrývajících slabší.
Frekvenční spektrum časově proměnných moderních RF a audio signálů se často analyzuje pomocí takových nástrojů. Ukazují součásti signálu a jak dobře fungují obvody za nimi. Společnosti je také využívají k posouzení, zda jejich sítě Wi-Fi a bezdrátové směrovače mohou mít prospěch ze změn v omezení rušení.

Aplikace analyzátoru
Signály na jiných frekvencích, než je komunikační frekvence, se zobrazují jako svislé čáry na displeji spektrálního analyzátoru (pips). Z tohoto důvodu je může použít ke kontrole, zda bezdrátový vysílač pracuje v rámci svého přiděleného frekvenčního rozsahu a bez rušení jiných pásem, jak jsou vládou definované požadavky na čistotu emisí.
Spektrální analyzátory mají několik aplikací v elektronickém průmyslu, včetně, ale bez omezení na RF design a testování, návrh elektronických obvodů, elektronickou výrobu a údržbu elektroniky.
Kromě své primární funkce testování je rozsah měření spektrálního analyzátoru poměrně široký. Každé z těchto měření se odečítá na rádiové frekvenci. Toto jsou některé z nejčastěji měřených veličin při použití spektrálního analyzátoru.

Úrovně signálu– Lze použít a spektrální analyzátor k určení amplitudy signálu ve frekvenční oblasti.
Fázový šum – může snadno detekovat fázový šum měřením spektrálního obsahu a prováděním měření ve frekvenční oblasti. Výstup katodového osciloskopu ukazuje jako výsledek vlny.
Harmonické zkreslení – Toto je zásadní otázka před vyhodnocením síly signálu. Celkové harmonické zkreslení (THD) se používá k posouzení síly signálu. Signál musí být chráněn proti kolísání. Dosažení nízkého stupně harmonického zkreslení je také zásadní pro zamezení plýtvání energií a ztrátám peněz.
Intermodulační zkreslení– Při modulaci signálu dochází ke zkreslení střední úrovně v závislosti na tom, zda je signál modulován vysokou nebo nízkou frekvencí. Aby získal zpracovaný signál, musí toto zkreslení eliminovat.
K tomuto účelu se pomocí spektrálního analyzátoru měří intermodulační zkreslení. Zpracování signálu může začít, jakmile bude vyčištěn externími obvody.
Rušivé signály– Tyto potenciálně škodlivé signály musí být identifikovány a blokovány. Neexistuje žádná přímá metoda měření těchto signálů. Dokud nejsou kvantifikovány, zůstávají nezmapovaným signálem.
signál frekvence– Stejně tak to musí zvážit. Je velmi důležité změřit frekvenční obsah každého signálu, protože spektrum frekvencí je tak široké díky našemu použití analyzátoru na radiofrekvenční úrovni. Pro studium tohoto spektra je zapotřebí specializované vybavení.
Spektrální masky – Při zkoumání spektrálních masek jsou užitečné také spektrální analyzátory.

Další aplikace spektrálního analyzátoru

1. Spektrální analyzátory vidí velké využití v RF designu a testovacích zařízeních uvnitř elektronických výzkumných institucí. V těchto situacích mohou nabídnout perspektivu signálu způsobem, který žádné jiné testovací zařízení nedokáže.
   To vrhá světlo na to, jak fungují vysokofrekvenční komponenty obvodu. The spektrální analyzátor má širokou škálu aplikací.

2. Jak široký nebo úzký je modulovaný signál a podobné úvahy. Příliš velká šířka může vést k problémům pro ty, kteří používají vodní cesty v okolí.
3. Cílem je zjistit, zda existují nějaké cizí nebo falešné signály. Tyto signály mohou při vysílání signálů rušit uživatele na jiných frekvencích.
4. Zjistěte, zda je signál ve správném frekvenčním rozsahu.
5. Je třeba se podívat na širší problémy signálu. Prozkoumání signálu je často vše, co je potřeba k identifikaci zdroje problému. Analyzátor spektra může být „očima“ vyšetřovatele při práci s radiofrekvenčními (RF) signály.
6. I když se častěji používají měřiče výkonu, ve specifických situacích mohou být užitečné spektrální analyzátory.
7. Spektrální analyzátory mohou v určitých situacích měřit frekvenci, zatímco v jiných jsou vhodnější frekvenční čítače.
8. Může vyhodnotit fázový šum signálu pomocí a spektrální analyzátor. K tomu musí být poziční šum lokálního oscilátoru spektrálního analyzátoru alespoň o 10 dB nižší než testovaný oscilátor.
   Pokud je fázový šum lokálního oscilátoru spektrálního analyzátoru zanedbatelný, patří toto testovací zařízení mezi nejpřesnější techniky pro kvantifikaci jevu.

9. Tyto nástroje můžete také použít k určení šumového čísla položky. Testovací postup má několik kroků, ale může být dokončen s malými obtížemi.
10. Test elektromagnetické interference a elektromagnetické kompatibility (EMI & EMI) často používá spektrální analyzátory. Pomocí analyzátoru můžete vynulovat přesnou frekvenci a druh signálu, který vám dělá potíže.

Lisun Instruments Limited byl nalezen LISUN GROUP v 2003. LISUN systém jakosti je přísně certifikován podle ISO9001:2015. Jako členství v CIE LISUN produkty jsou navrženy na základě CIE, IEC a dalších mezinárodních nebo národních norem. Všechny produkty prošly certifikátem CE a byly ověřeny laboratoří třetí strany.

Naše hlavní produkty jsou Goniofotometr, Integrace koule, Spektroradiometr, Generátor přepětí, Simulátorové zbraně ESD, Přijímač EMI, Testovací zařízení EMC, Elektrický bezpečnostní tester, Environmentální komora, teplotní komora, Klimatická komora, Tepelná komora, Test na solný postřik, Zkušební komora na prach, Vodotěsný test, Test RoHS (EDXRF), Test žárového drátu  a  Test s plamenem jehly.

Pokud potřebujete podporu, neváhejte nás kontaktovat.
Technické oddělení: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Obchodní oddělení: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tagy:SPA-3P6G