Phenquestions
Ir spektra analizatori dažāda veida signāliem, taču šajā rakstā galvenā uzmanība tiks pievērsta radiofrekvenču (RF) spektra analizatoriem.
Kas ir RF spektra analizators?
RF spektra analizators ir plaši izmantots testa instruments, kas mēra ieejas signāla spektra jaudu, mērot tā amplitūdu, kas attēlota uz vertikālās ass (y ass), salīdzinot ar frekvenci, kas attēlota uz horizontālās ass (x ass ). Izeja tiek parādīta frekvenču apgabalā. Tas efektīvi sniedz ieskatu par ķēžu moduļu vai sistēmu RF veiktspēju, jo, izmantojot signālu informāciju, kas iegūta no analizatora, var identificēt esošo signālu veidu un izmērīt to frekvences, frekvences līmeņus un amplitūdu. Turklāt var novērot arī citas signāla spektrālās sastāvdaļas, piemēram, dominējošo frekvenci, jaudu, deformāciju, harmoniku un joslas platumu.
Kādi ir spektra analizatora veidi?
Spektra analizatori parasti tiek iedalīti divos veidos: slaucītā skaņojuma spektra analizators un FFT spektra analizators. Tomēr spektra analizatori gadu gaitā attīstījās dažādos formas faktoros, nepārtraukti virzoties uz priekšu ar tehnoloģijām. Neatkarīgi no formas faktoriem, tas joprojām kalpo galvenajam mērķim - analizēt jebkura konkrētā signāla frekvenču spektru. Zemāk ir dažādi spektra analizatoru veidi un formas faktori, no kuriem katrs paredzēts dažādiem lietojumiem un lietojumiem.
Slaucīts spektra analizators. Slaucītais tips, kas pazīstams arī kā superheterodīna spektra analizators, ir tradicionālā un vecākā spektra analizatora forma. Vecāki modeļi paļaujas uz analogām metodēm un daudzus gadus ir kalpojuši par pamatu spektra analīzes testēšanai. Lielākā daļa šo modeļu jau ir novecojuši, un tos aizstāj ar moderna tipa slaucītā spektra analizatoriem, kas izmanto digitālās metodes.
Digitālais FFT (ātras Furjē transformācijas) spektra analizators. Kā norāda nosaukums, šāda veida spektra analizatori izmanto digitālās tehnoloģijas, pārveidojot analogos signālus to digitālajā formātā, izmantojot FFT paņēmienus. Īsumā FFT paņēmieni izmanto matemātisko procesu, lai pārveidotu viļņu formu tā frekvenču spektra sastāvdaļās.
Reālā laika spektra analizators. Šis uz FFT balstītais spektra analizators ir slaucīta un FFT tipa hibrīds. Izmantojot superheterodīna tehniku, tas vispirms pārveido signālu uz zemāku frekvenci, pēc tam signāla analīzei izmanto FFT paņēmienus. FFT manipulācija notiek ātri reāllaikā, neatstājot nepilnības un informāciju, kas aprēķinātajā RF spektrā nav nokavēta. Turklāt šāda veida spektra analizators var atlasīt ienākošos signālus laika apgabalā (tāpat kā ar osciloskopu) un pārveidot tos par frekvenču apgabalu, izmantojot FFT algoritmu. Tas vienlaikus uztver visu frekvenču joslu, to analizē un pēc tam parāda spektru.
PXI spektra analizators. PXI ir standarts, kas balstīts uz PCI eXtension Instrumentation un tiek plaši izmantots testēšanas instrumentiem, datu iegūšanai un kontrolei. Kā norāda nosaukums, šāda veida spektra analizators ir balstīts uz PXI standartu, tāpēc to var iekļaut PXI plaukts.
USB spektra analizators. Šāda veida spektra analizators izmanto spektra analizatora programmatūru, lai analizētu, saglabātu, parādītu un atkārtotu datus. Programmatūra ir instalēta datorā, kurā ierīce ir pievienota, izmantojot USB portu. Tas ir pārnēsājamāks un rentablāks nekā standarta spektra analizatori, jo jāiegādājas tikai iegādes aparatūra.
Rokas spektra analizators. Tas ir noderīgi radio vai bezvadu pārraides uzraudzības jomā un spektra īpašību pārbaudē. Izgatavots mazos, rokas formātos, šāda veida spektra analizatoriem nav tāda pati veiktspēja un iespējas kā lielākiem spektra analizatora veidiem.
Tīkla spektra analizators. Šāda veida spektra analizators ir savienots ar tīklu, izmantojot Ethernet portu. Tas uzrauga ierīces visā tīklā. Tas ir noderīgi ģeogrāfiski izplatītu ierīču uzraudzībā un parasti tiek uzstādīts kopās, lai aptvertu visu monitorējamo ierīču ģeogrāfiju, tāpēc, jo lielāka ģeogrāfija, jo vairāk vajadzīgi spektra analizatori.
Kāpēc lieto spektra analizatorus?
Spektra analizatorus galvenokārt izmanto elektronikas laboratorijās, lai pārbaudītu un pārbaudītu RF veiktspēju. Tos galvenokārt izmanto RF projektēšanā, vispārējā elektronisko shēmu projektēšanā, elektronikas ražošanā, bāzes servisā un remontā, kā arī uzstādīšanā un apkalpošanā laukos.[1]
Vispārējie uzdevumi, kuriem laboratorijā tiek izmantoti spektra analizatori, ir:
- pārbaudot, vai modulēts signāls var izraisīt traucējumus
- trokšņa vai traucējumu klātbūtnes pārbaude
- pārbaudot, vai signāls atrodas pareizajā frekvenču joslā
- izmeklējot vispārīgas problēmas ar signālu
- mērīšanas jauda
- fāzes trokšņa mērīšana uz signāla
- mērīšanas biežums
- veicot EMI un EMI mērījumus
- uzzīmējot dažādu frekvenču līmeni attiecībā pret otru
Ārpus laboratorijas spektra analizatoriem ir arī daudz praktisku pielietojumu, piemēram, bezvadu tīklu atkļūdošana, modulācijas / kodēšanas metožu pārbaude, radiosignālu uzraudzība un antenas veiktspējas pārbaude, RF pastiprinātāja pastiprinājums, signāla joslas platums un joslas izmantošana. Piemēram, mobilo tīklu jomā tas ir ārkārtīgi noderīgi traucējumu atrašanā un novēršanā. Mobilo tīklu operatori jo īpaši izmanto rokas spektra analizatorus traucējumu meklēšanai, lai palīdzētu viņiem izveidot un uzturēt tīkla signālus.
To izmanto arī citās zinātnes jomās, piemēram, astronomijā, ģeoloģijā un bioķīmijā. Kā piemēru tiek izmantoti spektra analizatori, lai analizētu materiālu ķīmisko sastāvu, pamatojoties uz gaismas spektrālo spektru spektrometrijas laukā.
Lai gan spektra analizatoram ir daudz lietojumu, tas nav līdzeklis visiem. Lai darbotos ar ierīci, būtu vajadzīgs profesionālis, kurš saprot, kā tas darbojas un kā interpretēt signāla īpašības. Tomēr tas ir neaizstājams testa instruments, kas tiek plaši izmantots ne tikai elektronikas jomā, bet arī citās zinātnes jomās.
Avoti:
Kas ir spektra analizators: RF spektra analizators, elektronikas piezīmes.com
