Što je analizator radio spektra?

What Is Radio Spectrum Analyzer

Signali su svuda oko nas, ali mi nismo svjesni njihove prisutnosti jer su nevidljivi i neopipljivi. Najčešći tip o kojem čujemo su električni signali, ali postoje i druge vrste, poput optičkih i audio signala. U području elektronike, mjerenje ovih signala potrebno je, ali i izazovno zbog njihove nefizičke prirode. Zbog toga je izumljena ispitna oprema poput analizatora spektra.

Postoje analizatori spektra za različite vrste signala, ali ovaj će se članak usredotočiti uglavnom na analizatore spektra radiofrekvencija (RF).



Što je analizator RF spektra?



Analizator RF spektra široko je korišteni ispitni instrument koji mjeri snagu spektra ulaznog signala mjerenjem njegove amplitude, prikazane na okomitoj osi (osi y), u odnosu na njegovu frekvenciju, prikazanu na vodoravnoj osi (osi x ). Izlaz je prikazan u frekvencijskom području. Učinkovit je u pružanju uvida u RF performanse modula ili sustava sklopova jer se, uz podatke o signalu dobivene iz analizatora, može identificirati vrsta prisutnih signala, te mjeriti njihove frekvencije, razine frekvencija i amplituda. Nadalje, mogu se uočiti i druge spektralne komponente signala, poput dominantne frekvencije, snage, izobličenja, harmonika i propusnosti.



Koje su vrste analizatora spektra?

Općenito, analizatori spektra kategorizirani su u dvije vrste: analizator spektra sa podešenim spektrom i analizator spektra FFT. Međutim, analizatori spektra razvijali su se tijekom godina u različitim faktorima, neprestano napredujući s tehnologijom. Bez obzira na svoje oblike, on i dalje služi svojoj glavnoj svrsi - analizirati frekvencijski spektar bilo kojeg signala. Dolje su navedene različite vrste i čimbenici oblika analizatora spektra, od kojih je svaki namijenjen za različite namjene i primjene.

Analizator prečišćenog spektra. Poznat i kao analizator spektra superheterodina, pomenuti tip je tradicionalni i najstariji oblik analizatora spektra. Stariji modeli oslanjaju se na analogne tehnike i dugi niz godina služili su kao temelj ispitivanja spektra. Većina ovih modela već je zastarjela i zamjenjuju ih moderni tipovi analizatora spektra koji koriste digitalne tehnike.

Digitalni FFT (Fast Fourier Transform) analizator spektra. Kao što naziv govori, ova vrsta analizatora spektra koristi digitalnu tehnologiju, pretvarajući analogne signale u njihov digitalni format pomoću FFT tehnika. Ukratko, FFT tehnike koriste matematički proces za pretvaranje valnog oblika u komponente njegova frekvencijskog spektra.



Analizator spektra u stvarnom vremenu. Ovaj analizator spektra temeljen na FFT-u hibrid je tipa swept i FFT. Koristeći tehniku ​​superheterodina, prvo pretvara signal na nižu frekvenciju, a zatim koristi FFT tehnike za analizu signala. Manipulacija FFT-ovima brzo se odvija u stvarnom vremenu ne ostavljajući praznine i informacije propuštene u izračunskom RF spektru. Nadalje, ova vrsta analizatora spektra može uzorkovati dolazne signale u vremenskoj domeni (kao kod osciloskopa) i pretvoriti ih u frekvencijsku domenu pomoću FFT algoritma. Snima čitav opseg frekvencija odjednom, analizira ga, a zatim prikazuje spektar.

PXI analizator spektra. PXI je standard temeljen na PCI eXtension Instrumentation i naširoko se koristi za ispitivanje instrumenata, prikupljanje podataka i kontrolu. Kao što naziv govori, ova vrsta analizatora spektra temelji se na PXI standardu, pa se može ugraditi u PXI stalak.

USB analizator spektra. Ova vrsta analizatora spektra koristi softver za analizu spektra za analizu, pohranu, prikaz i ponovnu reprodukciju podataka. Softver je instaliran na računalu na koje je uređaj povezan putem USB priključka. Ovo je prijenosnije i isplativije od stolnih analizatora spektra jer je potrebno kupiti samo hardver za akviziciju.

Ručni analizator spektra. To dobro dolazi na terenu za praćenje radijskog ili bežičnog prijenosa te za provjeru karakteristika spektra. Izrađen u malim, ručnim formatima, ova vrsta analizatora spektra nema iste performanse i sposobnosti kao veće vrste analizatora spektra.

Mrežni analizator spektra. Ova vrsta analizatora spektra povezana je s mrežom putem ethernet priključka. Nadzire uređaje u cijeloj mreži. To je korisno u praćenju zemljopisno raspoređenih uređaja i obično se instalira u klastere kako bi pokrilo cijelu geografiju uređaja koji se nadziru, pa je, što je geografija veća, potrebno više analizatora spektra.

Za što se koriste analizatori spektra?

Analizatori spektra uglavnom se koriste u laboratorijima za elektroniku za ispitivanje i provjeru RF performansi. Uglavnom se koriste u RF projektiranju, općenitom projektiranju elektroničkih kola, proizvodnji elektronike, osnovnom servisu i popravku te terenskoj instalaciji i servisu. [1]

Opći zadaci za koje se analizatori spektra koriste u laboratoriju su:

  • provjeravajući može li modulirani signal uzrokovati smetnje
  • provjeravajući prisutnost buke ili izobličenja
  • provjeravajući je li signal u desnom frekvencijskom pojasu
  • istražujući opće probleme sa signalom
  • mjerenje snage
  • mjerenje fazne buke na signalu
  • mjerenje frekvencije
  • poduzimajući EMI i EMI mjerenja
  • iscrtavajući međusobno razine različitih frekvencija

Izvan laboratorija, analizatori spektra također imaju mnoge praktične namjene, poput otklanjanja pogrešaka u bežičnim mrežama, testiranja tehnika modulacije/kodiranja, praćenja radio signala i provjere performansi antene, pojačanja RF pojačala, propusnosti signala i korištenja opsega. U području mobilnih mreža, na primjer, iznimno je korisno za lociranje i uklanjanje smetnji. Ručni analizatori spektra, osobito, operateri mobilne mreže koriste za lov na smetnje kako bi im pomogli pri uspostavljanju i održavanju mrežnih signala.

Također se koristi između ostalih u drugim područjima znanosti, poput astronomije, geologije i biokemije. Na primjer, analizatori spektra koriste se za analizu kemijskog sastava materijala na temelju spektralnog uzorka svjetlosti u području spektrometrije.

Iako analizator spektra ima mnogo namjena, nije alat za svakoga. Za rad uređaja bit će potreban profesionalac koji razumije kako radi i kako tumačiti karakteristike signala. Bez obzira na to, to je nezamjenjiv ispitni instrument koji ima široku paletu primjena, ne samo u području elektronike, već i u drugim područjima znanosti.

Izvori:

Što je analizator spektra: analizator RF spektra , Electronics-Notes.com