Что такое анализатор спектра и объяснить его применение

В своей основной форме анализатор спектра это инструмент тестирования, который оценивает различные характеристики цепи или системы в радиочастотном диапазоне. Стандартное испытательное оборудование будет оценивать количество, вычисляя его амплитуду за определенный период. Его также называют частотный анализатор.
Вольтметры, например, используют временную область для измерения амплитуды напряжения. Таким образом, мы можем ожидать синусоидальную кривую для напряжения переменного тока и прямую линию для напряжения постоянного тока. С другой стороны, анализаторы Spectrum будут оценивать количество, сопоставляя его амплитуду с частотой.
В этом сигнале вертикальная ось указывает амплитуду, следовательно, это график. Горизонтальная ось в представлении частотной области показывает частоту.
Благодаря множеству доступных конфигураций модели его можно использовать для различных целей в приборостроении и измерениях. Размеры, вес и другие характеристики зависят от области применения. Сверхвысокочастотные приложения гаджета сейчас являются предметом изучения.
Он может быть подключен к компьютеру для сохранения показаний в цифровой системе.

Принцип работы анализатора спектра
Основная функция анализатора спектра заключается в количественной оценке спектрального состава сигнала, поступающего на вход устройства. А анализатор спектра будет использовать частотную область для измерения содержимого выходного спектра фильтра, если мы анализируем выходной сигнал фильтра нижних частот.
Он также будет контролировать уровень фонового шума и предоставлять эти данные CRO на протяжении всей операции.
По сути, анализатор спектра генерирует вертикальную и горизонтальную развертку на электронно-лучевом осциллографе, которую он может использовать для классификации своей работы. Когда измеряется сигнал, мы знаем, что горизонтальная ось будет соответствовать частоте, а вертикальная ось будет соответствовать амплитуде.
Входной аттенюатор используется для ослабления радиочастотного уровня сигнала для создания горизонтальной развертки измеренного сигнала. Выходной сигнал аттенюатора направляется на фильтр нижних частот для сглаживания сигнала. После этого сигнал направляется в усилитель, который повышает его мощность до желаемого уровня.
В этот момент он объединяется с выходным сигналом частотно-настроенного генератора. Для создания формы волны с периодическим чередованием используется осциллятор.
После усиления и объединения с генератором сигнал отправляется на горизонтальный детектор, который преобразует его в частотную область. анализатор спектра обеспечивает представление спектральной величины сигнала в частотной области.
Амплитуда имеет важное значение для вертикального охвата. Сигнал отправляется на генератор, настроенный по напряжению, который возвращает его амплитуду. Радиочастотная настройка генератора, перестраиваемого по напряжению. Цепи генератора обычно строятся с использованием ряда резисторов и конденсаторов. Он называется RC-генератором, или сокращенно RC.
Сигнал подвергается полному фазовому сдвигу на 180 градусов на уровне генератора. Для выполнения этого фазового сдвига используются многокаскадные RC-цепи. Стандарт - три уровня.
В некоторых случаях трансформаторы также используются для выполнения задачи фазового сдвига. Как правило, для регулирования частоты генератора также используется линейный генератор. В некоторых случаях широтно-импульсный модулятор соединен с генератором пилообразных импульсов для создания пилообразных импульсов.
Схема вертикальной развертки получает выходной сигнал генератора, который передает амплитуду электронно-лучевого осциллографа.

Зачем использовать анализатор спектра?
Понимание краткосрочного и долгосрочного поведения параметров частоты, амплитуды и модуляции имеет решающее значение, учитывая сложность описания работы современного радиочастотного оборудования.
Типичные приборы, такие как анализаторы спектра с разверткой (SA) и векторные анализаторы сигналов (VSA), захватывают сигналы либо в частотной области, либо в области модуляции. Во многих случаях этого недостаточно, чтобы адекватно охарактеризовать постоянно меняющийся характер современных РЧ-передач.
Переходные и динамические РЧ-сигналы создают уникальные проблемы, и компания разработала архитектуру анализатора спектра в реальном времени (RTSA) для преодоления ограничений измерения SA и VSA. Цифровая обработка сигналов (DSP) в режиме реального времени используется для анализа сигналов в режиме реального времени. Анализатор спектра до того, как они будут сохранены в памяти.
Из-за скорости, с которой происходит обработка в реальном времени, пользователи могут видеть события, которые в противном случае остались бы незамеченными традиционными системами, и выборочно активировать триггеры для сохранения этих событий в памяти. Данные, хранящиеся в памяти, могут быть тщательно оценены во многих различных областях с использованием пакетной обработки.
LISUN имеет совершенные анализаторы спектра для тестирования.

Потребность в анализаторах
Как известно, сигнал в системе беспроводной связи передается от одного конца к другому. Проще говоря, этот сигнал представляет собой сообщение, которое он должен отправить на принимающую сторону, чтобы связь состоялась.
Однако качество сигнала ухудшается во время передачи. Сила сигнала снизилась в основном из-за шума как в каналах передачи, так и в каналах приема. В результате можно сделать вывод, что шум снижает мощность сигнала.
Шум в сигнале снижает дальность его передачи и точность приемника. Из-за этого конечное значение не является стабильным и колеблется.
Он может вносить в передачу как внутренние, так и внешние источники шума. Соответственно, мы можем разделить шум на две категории: внутренний и внешний.
Передача между антеннами вносит шум, который можно количественно измерить с помощью анализаторов или анализаторов спектра.

Основные типы анализаторов спектра
Обычно существует три различных типа анализаторов спектра в зависимости от их конструкции. Последовательно используются эти три типа:

Анализаторы спектра с разверткой (SA)
В стандартном методе анализа спектра используется супергетеродинная установка с качающейся настройкой, которая оптимальна для отслеживания калиброванных постоянных сигналов. Преобразование интересующего сигнала с понижением частоты позволяет SA измерять мощность в зависимости от частоты путем сканирования полосы пропускания фильтра полосы разрешения (RBW).
Амплитуда одной частоты в пределах выбранного диапазона измеряется детектором после прохождения через полосополосный фильтр.
Этот метод имеет потенциал для обеспечения широкого динамического диапазона, но он ограничен тем, что может вычислять амплитудные данные только для одной точки частоты за раз. Чтобы гарантировать надежные результаты, тестирование должно быть ограничено входными сигналами, которые относительно стабильны во времени.

Векторные анализаторы сигналов (VSA)
Векторные измерения позволяют получить информацию об амплитуде и фазе при изучении сигналов с цифровой модуляцией. VSA оцифровывает и сохраняет форму сигнала РЧ-мощности, генерируемого любым источником в пределах полосы пропускания прибора.
Для демодуляции, измерений и обработки отображения цифровая обработка сигналов (DSP) может использовать информацию об амплитуде и фазе, связанную с формой сигнала в памяти.
Даже несмотря на то, что теперь он может хранить сигналы в памяти, VSA по-прежнему не может обеспечить всестороннюю оценку переходных процессов. Поскольку большинство приборов работают в режиме пакетной обработки, они не замечают событий между сборами данных.
Из-за сложности надежного обнаружения необычных или нечастых событий часто требуется внешний запуск; это, в свою очередь, может потребовать неразумного уровня предвидения самих событий.
Точно так же VSA борется со слабыми сигналами в присутствии более сильных и с сигналами, которые изменяются по частоте, но не по амплитуде.

Анализаторы спектра в реальном времени (RSA)
В отличие от обработки после сбора данных, типичной для VSA, RSA проводит анализ сигналов, используя цифровую обработку сигналов в реальном времени (DSP) перед сохранением в памяти.
Обработка данных в режиме реального времени позволяет пользователю обнаруживать и реагировать на события, которые в противном случае остались бы незамеченными в альтернативных проектах, таким образом выборочно собирая соответствующие данные для последующего использования. Данные, хранящиеся в памяти, затем могут быть подвергнуты углубленному междисциплинарному анализу посредством пакетной обработки.
Обработка сигналов, калибровка и другие формы анализа также выполняются с помощью процессора цифровой обработки сигналов в реальном времени.

Что измеряют анализаторы спектра?
Амплитуда сигнала на различных частотах может быть видна на анализатор спектра. Это позволяет проверить, находятся ли сигналы в допустимых пределах. Он показывает такие артефакты, как шум, сложные формы сигналов, редкие события и ошибочные сигналы.
Переходные сигналы можно исследовать с помощью анализаторов спектра, так же как и пакетные передачи, сбои и явление, когда более сильные сигналы скрывают более слабые.
С помощью таких инструментов часто анализируют частотный спектр современных радиочастотных и звуковых сигналов, изменяющихся во времени. Они показывают составные части сигнала и то, насколько хорошо работает схема, стоящая за ними. Компании также используют их, чтобы оценить, могут ли их сети Wi-Fi и беспроводные маршрутизаторы выиграть от изменений, снижающих помехи.

Приложения анализатора
Сигналы на частотах, отличных от частоты связи, отображаются в виде вертикальных линий на дисплее анализатора спектра (точки). Из-за этого он может использовать их для проверки того, работает ли беспроводной передатчик в пределах выделенного ему диапазона частот и не создает помех другим диапазонам в соответствии с установленными правительством требованиями к чистоте излучений.
Анализаторы спектра имеют несколько применений в электронной промышленности, включая, помимо прочего, проектирование и тестирование радиочастот, проектирование электронных схем, производство электроники и техническое обслуживание электроники.
Помимо своей основной функции тестирования, диапазон измерений анализатора спектра достаточно широк. Каждое из этих показаний берется на радиочастоте. Вот некоторые из наиболее часто измеряемых величин при использовании анализатора спектра.

Уровни сигнала– Можно использовать анализатор спектра для определения амплитуды сигнала в частотной области.
Фазовый шум – он может легко обнаруживать фазовый шум путем измерения спектрального состава и выполнения измерений в частотной области. В результате на выходе электронно-лучевого осциллографа видны волны.
Гармоническое искажение – Это ключевой вопрос перед оценкой уровня сигнала. Общее гармоническое искажение (THD) используется для оценки мощности сигнала. Должна быть защита сигнала от флуктуаций. Достижение низкой степени гармонических искажений также имеет решающее значение для предотвращения расточительного расхода энергии и денежных потерь.
Интермодуляционные искажения– При модуляции сигнала вводятся искажения промежуточного уровня в зависимости от того, модулируется ли сигнал на высокой или низкой частоте. Чтобы получить обработанный сигнал, он должен устранить это искажение.
Интермодуляционные искажения измеряются с помощью анализатора спектра для этой цели. Обработка сигнала может начаться после его очистки внешней схемой.
Ложные сигналы– Эти потенциально опасные сигналы должны быть идентифицированы и заблокированы. Прямого метода измерения этих сигналов не существует. Пока они не будут определены количественно, они остаются неизведанным сигналом.
частота сигнала– Точно так же он должен учитывать это. Крайне важно измерить частотный состав каждого сигнала, поскольку спектр частот настолько широк из-за того, что мы используем анализатор на уровне радиочастот. Для изучения этого спектра требуется специализированное оборудование.
Спектральные маски – При исследовании спектральных масок также могут быть полезны анализаторы спектра.

Другие области применения анализатора спектра

1. Анализаторы спектра активно используются при проектировании и испытании радиочастот в исследовательских институтах электроники. В этих ситуациях они могут предложить перспективу сигнала так, как никакое другое тестовое оборудование.
   Это проливает свет на то, как работают радиочастотные компоненты схемы. анализатор спектра имеет большое разнообразие приложений.

2. Насколько широким или узким является модулированный сигнал и подобные соображения. Слишком большая ширина может создать проблемы для тех, кто пользуется водными путями поблизости.
3. Цель состоит в том, чтобы обнаружить, есть ли какие-либо посторонние или ложные сигналы. Эти сигналы могут мешать пользователям на других частотах, когда сигналы транслируются.
4. Определите, находится ли сигнал в правильном частотном диапазоне.
5. Необходимо рассмотреть более широкие проблемы сигнала. Часто для определения источника проблемы достаточно изучить сигнал. Анализатор спектра может быть «глазами» исследователя при работе с радиочастотными (РЧ) сигналами.
6. Несмотря на то, что измерители мощности используются чаще, анализаторы спектра могут быть полезны в определенных ситуациях.
7. Анализаторы спектра могут измерять частоту в определенных ситуациях, тогда как частотомеры лучше подходят для других.
8. Он может оценивать фазовый шум сигнала, используя анализатор спектра. Для этого шум положения гетеродина анализатора спектра должен быть как минимум на 10 дБ ниже, чем у тестируемого генератора.
   Если фазовый шум гетеродина анализатора спектра незначителен, это тестовое оборудование является одним из наиболее точных методов количественной оценки явления.

9. Вы также можете использовать эти инструменты для определения коэффициента шума элемента. Процедура тестирования состоит из нескольких этапов, но может быть выполнена с небольшими трудностями.
10. В тестах на электромагнитные помехи и электромагнитную совместимость (EMI и EMI) часто используются анализаторы спектра. Вы можете использовать анализатор, чтобы определить точную частоту и тип сигнала, который вызывает у вас затруднения.

Lisun Компания Instruments Limited была найдена LISUN GROUP в 2003 году. LISUN система качества была строго сертифицирована ISO9001: 2015. Как член CIE, LISUN продукты разработаны на основе CIE, IEC и других международных или национальных стандартов. Все продукты прошли сертификат CE и прошли проверку подлинности в сторонней лаборатории.

Наша основная продукция гониофотометра, Интегрирующая сфера, Spectroradiometer, Генератор всплесков, Пистолеты-симуляторы ESD, Приемник EMI, Испытательное оборудование EMC, Тестер электробезопасности, Экологическая палата, Температура камеры, Климатическая камера, Тепловая камера, Тест соленых брызг, Камера для испытаний на пыль, Водонепроницаемый тест, Тест RoHS (EDXRF), Испытание светящейся проволоки и Испытание иглы на пламя.

Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если вам нужна поддержка.
Технический отдел: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Отдел продаж: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Метки:SPA-3P6G