Analizatori spektra jedno su od važnih ispitivanja kojima se mjere frekvencije i mnogi drugi parametri. Zanimljivo je da se analizatori spektra koriste za mjerenje signala koje poznajemo i pronalaženje signala koje ne znamo. Zahvaljujući svojoj preciznosti, analizator spektra stekao je puno primjena u području električnih i elektroničkih mjerenja. Koristi se za ispitivanje mnogih sklopova i sustava. Ti krugovi i sustavi rade na razinama radio frekvencija.
Sa svojim različitim konfiguracijama modela, ovaj uređaj ima vlastitu svestranost u području instrumentacije i mjerenja. Dolazi s različitim specifikacijama, veličinama, pa čak i dostupan na temelju određenih primjena. Korištenje uređaja u ravnomjerno visokofrekventnom opsegu na razini ultrafrekvencije trenutno je u istraživanju. Može se čak povezati s računalnim sustavom, a mjerenja se mogu snimati na digitalnoj platformi.
Što je analizator spektra?
Spektralni analizator u osnovi je ispitni instrument koji mjeri različite parametre u krugu ili u sustavu u radiofrekvencijskom opsegu. Komad uobičajene opreme za ispitivanje mjerio bi količinu na temelju njene amplitude s obzirom na vrijeme. Na primjer, voltmetar bi mjerio amplitudu napona na temelju vremenske domene. Tako ćemo dobiti sinusnu krivulju od Izmjenični napon ili ravna crta za Istosmjerni napon . Ali analizator spektra mjerio bi količinu u smislu amplitude i frekvencije.
Odgovor frekvencijske domene
Kao što je prikazano na dijagramu, analizator spektra mjeri amplitudu u frekvencijskom području. Signali visokog vrha predstavljaju veličinu, a između njih imamo i signale šuma. Analizatorom spektra možemo koristiti da eliminiramo signale buke i učinimo sustav učinkovitijim. Signal na faktore poništavanja buke (SNR) jedna je od važnih značajki danas za elektroničke primjene. Na primjer, slušalice se isporučuju s aspektom uklanjanja šuma. Za ispitivanje takve opreme koriste se analizatori spektra.
Blok dijagram analizatora
Blok dijagram
Blok dijagram analizatora spektra prikazan je gore. Sastoji se od ulaznog prigušivača, koji prigušuje ulazni radiofrekvencijski signal. Prigušeni signal dovodi se do niskopropusnog filtra kako bi se eliminirao sadržaj mreškanja.
Filtrirani signal miješa se s oscilatorom podešenim na napon i dovodi na pojačalo. The pojačalo napaja se na katodni osciloskop. S druge strane imamo i generator zamaha. Oboje se dovode u CRO radi vertikalnih i vodoravnih otklona.
Princip rada analizatora spektra
Analizator spektra u osnovi mjeri sadržaj spektra signala, tj. Napaja se u analizator. Na primjer, ako mjerimo izlaz filtra, recimo niskopropusni filtar, tada bi analizator spektra mjerio sadržaj spektra izlaznog filtra u frekvencijskoj domeni. U ovom bi procesu također izmjerio sadržaj buke i prikazao ga u CRO,
Kao što je prikazano u blok dijagramu, rad analizatora spektra može se u osnovi kategorizirati kao da proizvodi vertikalni i vodoravni zamah na katodnom osciloskopu. Znamo da bi horizontalni zamah izmjerenog signala bio s obzirom na frekvenciju, a vertikalni zamah s obzirom na njegovu amplitudu.
Radno
Da bi se proizveo vodoravni zamah izmjerenog signala, signal na razini radio frekvencije dovodi se u ulazni prigušivač, koji prigušuje signal na razini radio frekvencije. Izlaz atenuatora dovodi se na niskopropusni filtar kako bi se eliminirao bilo kakav sadržaj mreškanja u signalu. Zatim se dovodi na pojačalo, koje pojačava veličinu signala na određenu razinu.
U tom se procesu također miješa s izlazom oscilatora koji je podešen na određenu frekvenciju. Oscilator pomaže generirati izmjeničnu prirodu napajanog valnog oblika. Nakon što se pomiješa s oscilatorom i pojača, signal se dovodi u vodoravni detektor, koji pretvara signal u frekvencijsko područje. Ovdje je u analizatoru spektra spektralna količina signala predstavljena u frekvencijskoj domeni.
Za vertikalno zamahivanje potrebna je amplituda. Da bi se dobila amplituda, signal se dovodi na oscilator podešen na napon. Oscilator podešen na napon podešen je na razini radio frekvencije. Općenito se kombinacija otpornika i kondenzatora koristi za dobivanje oscilatornih krugova. To je poznato kao RC oscilatori. Na razini oscilatora signal dobiva fazu pomaknutu za 360 stupnjeva. Za ovo pomicanje faza koriste se različite razine RC krugova. Obično imamo 3 razine.
Ponekad se čak i transformatori također koriste u svrhe faznog pomicanja. U većini slučajeva frekvencija oscilatora također se kontrolira pomoću ramp generatora. Generator rampe je također ponekad povezan s modulom širine impulsa kako bi se dobila rampa impulsa. Izlaz oscilatora dovodi se u vertikalni krug pomeranja. Koji osigurava amplitudu na katodnom osciloskopu.
Vrste analizatora spektra
Analizatori spektra mogu se svrstati u dvije kategorije. Analogni i digitalni
Analogni analizator spektra
Analogni analizatori spektra koriste princip superheterodina. Oni se nazivaju i swept ili sweep analizatori. Kao što je prikazano na blok dijagramu, analizator će imati različite vodoravne i okomite krugove čišćenja. Da bi se prikazao izlaz u decibelima, također se koristi logaritamsko pojačalo prije vodoravnog kruga za pomeranje. Za filtriranje video sadržaja predviđen je i video filtar. Korištenje ramp generatora pruža svakoj frekvenciji jedinstveno mjesto na zaslonu pomoću koje može prikazati frekvencijski odziv.
Digitalni analizator spektra
Digitalni analizator spektra sastoji se od blokova brze Fourierove transformacije (FFT) i blokova analogno-digitalnih pretvarača (ADC) za pretvaranje analognog signala u digitalni signal. Prikazom blok dijagrama
Digitalni analizator spektra
Kao što je prikazano prikazom blok dijagrama, signal se dovodi u prigušivač, koji prigušuje razinu signala, a zatim u LPF za uklanjanje sadržaja mreškanja. Tada se signal dovodi u analogno-digitalni pretvarač (ADC) koji pretvara signal u digitalnu domenu. Digitalni signal se dovodi u FFT analizator koji pretvara signal u frekvencijsko područje. Pomaže u mjerenju frekvencijskog spektra signala. Konačno, prikazan je pomoću CRO.
Prednosti i nedostaci analizatora
Ima mnogo prednosti jer mjeri spektralnu količinu u signalu u radiofrekvencijskom području. Također pruža niz mjerenja. Jedini nedostatak je njegov trošak, koji je veći u odnosu na uobičajena uobičajena brojila.
Primjene Analyzera
Analizator spektra koji se u osnovi koristi u svrhu ispitivanja može se koristiti za mjerenje različitih veličina. Sva ta mjerenja vrše se na razini radio frekvencija. Često izmjerene veličine pomoću analizatora spektra su-
- Razine signala - Amplituda signala na temelju frekvencijske domene može se izmjeriti pomoću analizatora spektra
- Fazni šum - Kako se mjerenja vrše na frekvencijskoj domeni i mjeri spektralni sadržaj, fazni šum se može lako izmjeriti. Izgleda kao mreškanje na izlazu katodnog osciloskopa.
- Harmonska izobličenja - Ovo je glavni čimbenik koji treba odrediti za kvalitetu signala. Na temelju harmonijskog izobličenja izračunava se ukupno harmonijsko izobličenje (THD) kako bi se procijenila kvaliteta snage signala. Signal se mora čuvati od progiba i bubrenja. Smanjenje razine harmonijskog izobličenja čak je važno kako bi se izbjegli nepotrebni gubici.
- Intermodulacijsko izobličenje - Tijekom modulacije signala na srednjoj razini nastaju izobličenja na temelju amplitude (modulacije amplitude) ili frekvencije (modulacija frekvencije). To izobličenje mora se izbjegavati da bi se dobio obrađeni signal. Za to se koristi spektralni analizator za mjerenje intermodulacijskog izobličenja. Jednom kada se izobličenje smanji vanjskim krugovima, signal se može obraditi.
- Lažni signali - To su neželjeni signali koje treba otkriti i eliminirati. Ti se signali ne mogu izravno mjeriti. Oni su nepoznati signal koji treba izmjeriti.
- Frekvencija signala - Ovo je također važan čimbenik koji treba procijeniti. Budući da smo analizator koristili na razini radio frekvencija, opseg frekvencija je vrlo visok i postaje važno mjeriti sadržaj frekvencije svakog signala. Za ovaj spektar posebno se koriste analizatori.
- Spektralne maske - Spektralni analizatori također su korisni za analizu spektralnih maski
Stoga smo vidjeli princip rada, dizajn, prednosti i primjenu spektar analizator. Mora se pomisliti, kako podatke koji se mjere pohraniti u analizator spektra? I kako ga prenijeti na druge medije poput računala za daljnje mjerenje.
