Există analizoare de spectru pentru diferite tipuri de semnale, dar acest articol se va concentra în principal pe analizoarele de spectru de frecvență radio (RF).
Ce este un analizor de spectru RF?
Un analizor de spectru RF este un instrument de test utilizat pe scară largă, care măsoară puterea spectrului semnalului de intrare măsurând amplitudinea acestuia, afișată pe axa verticală (axa y), comparativ cu frecvența sa, afișată pe axa orizontală (axa x ). Ieșirea este afișată în domeniul frecvenței. Este eficient în furnizarea de informații despre performanța RF a modulelor sau sistemelor circuitelor, deoarece, cu informațiile de semnal obținute de la analizor, tipul de semnale prezente poate fi identificat, iar frecvențele, nivelurile de frecvență și amplitudinea lor pot fi măsurate. Mai mult, pot fi observate alte componente spectrale ale unui semnal, cum ar fi frecvența dominantă, puterea, distorsiunea, armonicele și lățimea de bandă.
Care sunt tipurile de analizor de spectru?
În general, analizorii de spectru sunt clasificați în două tipuri: analizorul de spectru reglat și analizatorul de spectru FFT. Cu toate acestea, analizatorii de spectru au evoluat sub diferite forme de-a lungul anilor, progresând continuu cu tehnologia. Indiferent de factorii de formă, acesta își servește în continuare scopul principal - de a analiza spectrul de frecvență al oricărui semnal dat. Mai jos sunt diferitele tipuri și factori de formă ai analizatorilor de spectru, fiecare destinat pentru diferite utilizări și aplicații.
Analizor de spectru măturat. De asemenea, cunoscut sub numele de analizor de spectru supereterodin, tipul măturat este forma tradițională și cea mai veche a analizorului de spectru. Modelele mai vechi se bazează pe tehnici analogice și au servit ca bază pentru testarea analizei spectrului timp de mulți ani. Majoritatea acestor modele sunt deja învechite și sunt înlocuite de tipuri moderne de analizoare de spectru măturat care utilizează tehnici digitale.
Analizor digital de spectru FFT (Fast Fourier Transform). După cum indică și numele, acest tip de analizor de spectru folosește tehnologie digitală, transformând semnale analogice în formatul lor digital folosind tehnici FFT. Pe scurt, tehnicile FFT folosesc un proces matematic pentru a transforma o formă de undă în componentele spectrului său de frecvență.
Analizor de spectru în timp real. Acest analizor de spectru bazat pe FFT este un hibrid de tip măturat și FFT. Folosind tehnica superheterodină, acesta convertește mai întâi semnalul la o frecvență mai mică, apoi folosește tehnici FFT pentru a analiza semnalul. Manipularea FFT-urilor se realizează rapid în timp real, fără a lăsa goluri și informații ratate în spectrul RF calculat. În plus, acest tip de analizor de spectru poate preleva semnalele primite într-un domeniu de timp (ca la un osciloscop) și le poate converti într-un domeniu de frecvență utilizând algoritmul FFT. Captează o bandă întreagă de frecvențe simultan, o analizează și apoi afișează spectrul.
Analizor de spectru PXI. PXI este un standard bazat pe instrumentarea PCI eXtension Instrumentation și este utilizat pe scară largă pentru testarea instrumentelor, achiziționarea datelor și controlul. După cum sugerează și numele, acest tip de analizor de spectru se bazează pe standardul PXI, astfel poate fi încorporat într-un rack PXI.
Analizor de spectru USB. Acest tip de analizor de spectru folosește un software de analiză a spectrului pentru a analiza, stoca, afișa și reda datele. Software-ul este instalat pe un computer la care dispozitivul este conectat prin port USB. Aceasta este mai portabilă și mai rentabilă decât analizoarele de spectru de top, deoarece trebuie achiziționat doar hardware-ul de achiziție.
Analizor portabil de spectru. Acest lucru este util pe teren pentru monitorizarea transmisiilor radio sau wireless și pentru verificarea caracteristicilor spectrului. Fabricat în formate portabile mici, acest tip de analizor de spectru nu are aceeași performanță și capacitate ca și tipurile mai mari de analizor de spectru.
Analizor de spectru în rețea. Acest tip de analizor de spectru este conectat la o rețea prin portul Ethernet. Monitorizează dispozitivele dintr-o rețea. Acest lucru este util în monitorizarea dispozitivelor distribuite geografic și este instalat în mod normal în clustere pentru a acoperi întreaga geografie a dispozitivelor care urmează să fie monitorizate, astfel, cu cât geografia este mai mare, cu atât sunt necesari mai mulți analizatori de spectru.
Pentru ce se utilizează Analizoarele de spectru?
Analizoarele de spectru sunt utilizate în principal în laboratoarele electronice pentru testarea și verificarea performanței RF. Acestea sunt utilizate în principal în proiectarea RF, proiectarea generală a circuitelor electronice, fabricarea electronică, service și reparații de bază, precum și instalare și service pe teren. [1]
Sarcinile generale pentru care sunt utilizate analizorii de spectru într-un laborator sunt:
- verificarea dacă un semnal modulat poate provoca interferențe
- verificarea prezenței zgomotului sau distorsiunii
- verificarea dacă semnalul se află în banda corectă de frecvență
- investigarea problemelor generale cu un semnal
- măsurarea puterii
- măsurarea zgomotului de fază pe un semnal
- frecvența de măsurare
- efectuarea de măsurători EMI și EMI
- reprezentând grafic nivelul diferitelor frecvențe unul față de celălalt
În afara laboratorului, analizorii de spectru au, de asemenea, multe utilizări practice, cum ar fi depanarea rețelelor fără fir, testarea tehnicilor de modulare / codificare, monitorizarea semnalelor radio și verificarea performanței antenei, a câștigului amplificatorului RF, a lățimii de bandă a semnalului și a utilizării benzii. În zona rețelelor mobile, de exemplu, este extrem de util în localizarea și eliminarea interferențelor. Analizoarele portabile de spectru, în special, sunt utilizate de operatorii de rețea mobilă pentru căutarea interferențelor pentru a-i ajuta să stabilească și să mențină semnalele de rețea.
De asemenea, are utilizări în alte domenii ale științei, cum ar fi astronomie, geologie și biochimie, printre altele. De exemplu, analizorii de spectru sunt utilizați pentru a analiza compoziția chimică a materialelor pe baza modelului spectral al luminii în domeniul spectrometriei.
Deși un analizor de spectru are multe utilizări, nu este un instrument pentru toată lumea. Este nevoie de un profesionist care înțelege cum funcționează și cum să interpreteze caracteristicile unui semnal pentru a opera dispozitivul. Cu toate acestea, este un instrument de test indispensabil care are o gamă largă de utilizări, nu numai în domeniul electronicii, ci și în alte domenii ale științei.
Surse:
Ce este un analizor de spectru: analizor de spectru RF , Electronics-Notes.com