Analizoarele de spectru sunt unul dintre testările importante care sunt utilizate pentru măsurare frecvențe și mulți alți parametri. Interesant este că analizatorii de spectru sunt folosiți pentru a măsura semnale pe care le cunoaștem și pentru a găsi semnale pe care nu le cunoaștem. Datorită acurateței sale, analizorul de spectru a câștigat o mulțime de aplicații în domeniul măsurătorilor electrice și electronice. Este folosit pentru a testa multe circuite și sisteme. Aceste circuite și sisteme funcționează la niveluri de frecvență radio.
Cu diferitele sale configurații de model, acest dispozitiv are propria sa versatilitate în domeniul instrumentării și măsurării. Vine cu specificații, dimensiuni diferite și chiar disponibil pe baza aplicațiilor specifice. Utilizarea dispozitivului într-un domeniu chiar și de înaltă frecvență la nivelul ultra-frecvenței este în prezent în cercetare. Poate fi conectat chiar la un sistem informatic, iar măsurătorile pot fi înregistrate pe platforma digitală.
Ce este Spectrum Analyzer?
Analizorul de spectru este fundamental un instrument de testare care măsoară diverși parametri într-un circuit sau într-un sistem la frecvența radio. O bucată de echipament normal de testare ar măsura cantitatea pe baza amplitudinii sale în raport cu timpul. De exemplu, un voltmetru ar măsura amplitudinea tensiunii în funcție de domeniul timpului. Deci vom obține o curbă sinusoidală de Tensiune alternativă sau o linie dreaptă pentru Tensiune continuă . Dar un analizor de spectru ar măsura cantitatea în termeni de amplitudine față de frecvență.
Răspuns de domeniu de frecvență
Așa cum se arată în diagramă, analizorul de spectru măsoară amplitudinea în domeniul frecvenței. Semnalele de vârf ridicat reprezintă magnitudinea și, între ele, avem și semnale de zgomot. Putem folosi analizorul de spectru pentru a elimina semnalele de zgomot și pentru a face sistemul mai eficient. Factorii de anulare a zgomotului (SNR) sunt una dintre caracteristicile importante din zilele noastre pentru aplicațiile electronice. De exemplu, căștile au un aspect de anulare a zgomotului. Pentru testarea unor astfel de echipamente, se utilizează analizoare de spectru.
Diagrama blocului analizorului
Diagramă bloc
Diagrama bloc a analizorului de spectru este prezentată mai sus. Se compune dintr-un atenuator de intrare, care atenuează semnalul de frecvență radio de intrare. Semnalul atenuat este alimentat la un filtru trece jos pentru a elimina conținutul de ondulare.
Semnalul filtrat este amestecat cu un oscilator reglat de tensiune și alimentat la un amplificator. amplificator este alimentat la osciloscopul cu raze catodice. Pe de altă parte, avem și un generator de maturare. Ambele sunt alimentate către CRO pentru devieri verticale și orizontale.
Principiul de lucru al analizorului de spectru
Analizorul de spectru măsoară în mod fundamental conținutul de spectru al semnalului, adică alimentat la analizor. De exemplu, dacă măsurăm ieșirea unui filtru, să presupunem că filtrul trece jos, atunci analizorul de spectru ar măsura conținutul de spectru al filtrului de ieșire în domeniul frecvenței. În acest proces, va măsura, de asemenea, conținutul de zgomot și îl va afișa în CRO,
Așa cum este afișat în diagrama bloc, funcționarea analizorului de spectru poate fi clasificată fundamental ca producând o măturare verticală și orizontală pe osciloscopul cu raze catodice. Știm că măturarea orizontală a semnalului măsurat ar fi față de frecvență, iar măturarea verticală ar fi față de amplitudinea sa.
Lucru
Pentru a produce măturarea orizontală a semnalului măsurat, semnalul la nivelul frecvenței radio este alimentat către atenuatorul de intrare, care atenuează semnalul la nivelul frecvenței radio. Ieșirea atenuatorului este alimentată la filtrul trece jos pentru a elimina orice conținut de ondulație din semnal. Apoi este alimentat către un amplificator, care amplifică magnitudinea semnalului la un anumit nivel.
În acest proces, este, de asemenea, amestecat cu ieșirea oscilatorului, care este reglat la o anumită frecvență. Oscilatorul ajută la generarea unui caracter alternativ al formei de undă alimentate. După ce este amestecat cu oscilatorul și amplificat, semnalul este alimentat către detectorul orizontal, care convertește semnalul în domeniul frecvenței. Aici, în analizorul de spectru, cantitatea spectrală a semnalului este reprezentată în domeniul frecvenței.
Pentru măturarea verticală, este necesară amplitudinea. Pentru a obține amplitudinea, semnalul este alimentat la oscilatorul reglat de tensiune. Oscilatorul reglat de tensiune este reglat la nivelul frecvenței radio. În general, combinația de rezistențe și condensatori este utilizată pentru a obține circuitele oscilatorului. Acest lucru este cunoscut sub numele de oscilatoare RC. La nivelul oscilatorului, semnalul devine fază deplasat cu 360 de grade. Pentru această schimbare de fază, se utilizează diferite niveluri de circuite RC. De obicei, avem 3 niveluri.
Uneori chiar și transformatoarele sunt utilizate și în scopuri de schimbare de fază. În majoritatea cazurilor, frecvența oscilatoarelor este controlată și cu ajutorul unui generator de rampă. Generatorul de rampă este, de asemenea, conectat uneori la un modulator de lățime a impulsurilor pentru a obține o rampă de impulsuri. Ieșirea oscilatorului este alimentată în circuitul de măturare verticală. Care oferă amplitudine pe osciloscopul cu raze catodice.
Tipuri de analizor de spectru
Analizoarele de spectru pot fi clasificate în două categorii. Analog și digital
Analizor de spectru analogic
Analizoarele de spectru analogic folosesc principiul superheterodin. Ele sunt, de asemenea, numite analizoare de măturat sau de măturat. Așa cum se arată în diagrama bloc, analizorul va avea circuite de baleiere orizontale și verticale diferite. Pentru a arăta ieșirea în decibeli, este utilizat și un amplificator logaritmic înainte de circuitul de baleiaj orizontal. Un filtru video este, de asemenea, furnizat pentru a filtra conținutul video. Utilizarea unui generator de rampă oferă fiecărei frecvențe o locație unică pe afișaj, prin care poate afișa răspunsul de frecvență.
Analizor digital de spectru
Analizorul de spectru digital constă din blocuri de transformare Fourier rapidă (FFT) și blocuri convertoare analogice în digitale (ADC) pentru a converti semnalul analogic într-un semnal digital. Prin reprezentarea schemei bloc
Analizor digital de spectru
Așa cum se arată în reprezentarea diagramelor bloc, semnalul este alimentat către atenuator, care atenuează nivelul semnalului, și apoi alimentat către LPF pentru eliminarea conținutului de ondulare. Apoi semnalul este alimentat la un convertor analogic la digital (ADC) care convertește semnalul în domeniul digital. Semnalul digital este alimentat către analizorul FFT care convertește semnalul în domeniul frecvenței. Ajută la măsurarea frecvenței spectrale a semnalului. În cele din urmă, este afișat folosind CRO.
Avantajele și dezavantajele analizorului
Are multe avantaje, deoarece măsoară cantitatea spectrală a semnalului pe gama de frecvențe radio. De asemenea, oferă o serie de măsurători. Singurul dezavantaj este costul său, care este mai mare în comparație cu contoarele convenționale obișnuite.
Aplicații ale analizatorului
Un analizor de spectru care este utilizat în mod fundamental în scopul testării poate fi utilizat pentru a măsura o varietate de cantități. Toate aceste măsurători se fac la nivelul frecvenței radio. Cantitățile măsurate frecvent cu ajutorul analizorului de spectru sunt-
- Nivelurile semnalului - Amplitudinea semnalului pe baza domeniului de frecvență poate fi măsurată cu ajutorul analizorului de spectru
- Zgomot de fază - Deoarece măsurătorile se fac pe domeniul de frecvență și se măsoară conținutul spectral, zgomotul de fază poate fi ușor măsurat. Apare ca undele în ieșirea osciloscopului cu raze catodice.
- Distorsiunea armonică - Acesta este un factor major care trebuie determinat pentru calitatea semnalului. Pe baza distorsiunii armonice, distorsiunea armonică totală (THD) este calculată pentru a evalua calitatea puterii semnalului. Semnalul trebuie salvat de la căderi și umflături. Reducerea nivelurilor de distorsiune armonică este chiar importantă pentru a evita pierderile inutile.
- Distorsiunea intermodulației - În timp ce modulează semnalul, pe baza amplitudinii (modulații de amplitudine) sau a frecvenței (modulație de frecvență) sunt cauzate distorsiuni la nivelul intermediar. Această distorsiune trebuie evitată pentru a avea un semnal procesat. Pentru aceasta, se utilizează un analizor de spectru pentru a măsura distorsiunea intermodulației. Odată ce distorsiunea este redusă utilizând circuite externe, semnalul poate fi procesat.
- Semne false - Acestea sunt semnale nedorite care trebuie detectate și eliminate. Aceste semnale nu pot fi măsurate direct. Sunt un semnal necunoscut care trebuie măsurat.
- Frecvența semnalului - Acesta este, de asemenea, un factor important de evaluat. Deoarece am folosit analizorul la nivel de frecvență radio, banda de frecvențe este foarte mare și devine important să se măsoare conținutul de frecvență al fiecărui semnal. Pentru acest spectru, analizorii sunt folosiți în mod specific.
- Măști spectrale - Analizoarele de spectru sunt, de asemenea, utile pentru a analiza măștile spectrale
Prin urmare, am văzut principiul de lucru, proiectarea, avantajele și aplicarea spectru analizor. Trebuie să ne gândim, cum să stocăm datele care sunt măsurate într-un analizor de spectru? Și cum să-l transferați pe alte medii, cum ar fi computerul, pentru măsurări ulterioare.
