Yra įvairių tipų signalų spektro analizatoriai, tačiau šiame straipsnyje daugiausia dėmesio bus skiriama radijo dažnių (RF) spektro analizatoriams.
Kas yra RF spektro analizatorius?
RF spektro analizatorius yra plačiai naudojamas bandymo prietaisas, kuris matuoja įvesties signalo spektro galią, išmatuodamas jo amplitudę, rodomą vertikalioje ašyje (y ašis), palyginti su jos dažniu, rodomu horizontalioje ašyje (x ašis) ). Išvestis rodoma dažnių srityje. Tai veiksminga informacija apie grandinių modulių ar sistemų radijo dažnio veikimą, nes naudojant iš analizatoriaus gautą informaciją apie signalą galima nustatyti esamų signalų tipą ir išmatuoti jų dažnius, dažnio lygius ir amplitudę. Be to, galima stebėti kitus signalo spektrinius komponentus, tokius kaip dominuojantis dažnis, galia, iškraipymai, harmonikos ir pralaidumas.
Kokie yra spektro analizatorių tipai?
Paprastai spektro analizatoriai skirstomi į du tipus: suderintas spektro analizatorius ir FFT spektro analizatorius. Tačiau spektro analizatoriai bėgant metams vystėsi įvairiais formų veiksniais, nuolat tobulėjant technologijoms. Nepaisant jo formos veiksnių, jis vis dar atlieka savo pagrindinį tikslą - išanalizuoti bet kurio signalo dažnių spektrą. Žemiau pateikiami skirtingi spektro analizatorių tipai ir formos veiksniai, skirti skirtingiems tikslams ir pritaikymams.
Išvalytas spektro analizatorius. Taip pat žinomas kaip superheterodino spektro analizatorius, šlifuotas tipas yra tradicinė ir seniausia spektro analizatoriaus forma. Senesni modeliai remiasi analoginiais metodais ir daugelį metų buvo spektro analizės bandymų pagrindas. Dauguma šių modelių jau yra pasenę ir pakeičiami šiuolaikiniais plataus spektro analizatoriais, naudojančiais skaitmenines technologijas.
Skaitmeninis FFT (greitas Furjė transformacijos) spektro analizatorius. Kaip rodo pavadinimas, šio tipo spektro analizatoriai naudoja skaitmenines technologijas, analoginius signalus konvertuoja į skaitmeninį formatą, naudodami FFT metodus. Trumpai tariant, FFT metodai naudoja matematinį procesą, kad bangos formą paverstų jos dažnių spektro komponentais.
Realaus laiko spektro analizatorius. Šis FFT spektro analizatorius yra plataus ir FFT tipo hibridas. Naudojant superheterodino metodą, signalas pirmiausia paverčiamas žemesniu dažniu, o paskui naudojamas FFT metodas signalui analizuoti. FFT manipuliuojama greitai realiuoju laiku, nepaliekant spragų ir praleistos informacijos apskaičiuotame RF spektre. Be to, tokio tipo spektro analizatorius gali imti gaunamus signalus laiko srityje (kaip naudojant osciloskopą) ir konvertuoti juos į dažnio sritį, naudojant FFT algoritmą. Jis vienu metu užfiksuoja visą dažnių juostą, ją analizuoja ir tada rodo spektrą.
PXI spektro analizatorius. PXI yra standartas, pagrįstas PCI eXtension Instrumentation ir yra plačiai naudojamas bandymų prietaisams, duomenims surinkti ir valdyti. Kaip rodo pavadinimas, šio tipo spektro analizatorius yra pagrįstas PXI standartu, todėl jį galima integruoti į PXI stelažą.
USB spektro analizatorius. Šio tipo spektro analizatoriai naudoja spektro analizatoriaus programinę įrangą duomenims analizuoti, saugoti, rodyti ir pakartoti. Programinė įranga įdiegta kompiuteryje, prie kurio įrenginys prijungtas per USB prievadą. Tai yra nešiojamesnis ir ekonomiškesnis nei staliniuose spektro analizatoriuose, nes reikia įsigyti tik įsigijimo aparatūrą.
Rankinis spektro analizatorius. Tai praverčia šioje srityje stebint radijo ar belaidį perdavimą ir tikrinant spektro charakteristikas. Šio tipo spektro analizatorius, pagamintas mažais rankiniais formatais, neturi tokio paties našumo ir galimybių kaip didesnių tipų spektro analizatorius.
Tinklo spektro analizatorius. Šio tipo spektro analizatorius yra prijungtas prie tinklo per eterneto prievadą. Jis stebi įrenginius visame tinkle. Tai naudinga stebint geografiškai paskirstytus įrenginius ir paprastai įrengiama grupėse, kad apimtų visą stebimų įrenginių geografiją, taigi, kuo didesnė geografija, tuo daugiau spektro analizatorių.
Kam naudojami spektro analizatoriai?
Spektro analizatoriai dažniausiai naudojami elektronikos laboratorijose RF veikimui tikrinti ir patikrinti. Jie daugiausia naudojami radijo dažnių projektavimui, bendram elektroninių grandinių projektavimui, elektronikos gamybai, baziniam aptarnavimui ir remontui, lauko įrengimui ir aptarnavimui. [1]
Bendrosios užduotys, kurioms laboratorijoje naudojami spektro analizatoriai, yra šios:
- patikrinti, ar moduliuotas signalas gali sukelti trikdžius
- patikrinti, ar nėra triukšmo ar iškraipymų
- patikrinti, ar signalas yra tinkamoje dažnių juostoje
- tiriant bendras signalo problemas
- matavimo galia
- fazės triukšmo matavimas pagal signalą
- matavimo dažnis
- atliekant EMI ir EMI matavimus
- braižant skirtingų dažnių lygį vienas kito atžvilgiu
Už laboratorijos ribų spektro analizatoriai taip pat turi daug praktinių pritaikymų, tokių kaip belaidžių tinklų derinimas, moduliavimo/kodavimo metodų bandymas, radijo signalų stebėjimas ir antenos veikimo tikrinimas, RF stiprintuvo stiprinimas, signalo pralaidumas ir juostos naudojimas. Pavyzdžiui, mobiliųjų tinklų srityje tai labai naudinga nustatant ir pašalinant trukdžius. Mobiliųjų tinklų operatoriai visų pirma naudoja rankinius spektro analizatorius, kad galėtų ieškoti ir prižiūrėti tinklo signalus.
Jis taip pat naudojamas kitose mokslo srityse, tokiose kaip astronomija, geologija ir biochemija. Pavyzdžiui, spektro analizatoriai naudojami medžiagų cheminei sudėčiai analizuoti pagal spektrinį šviesos modelį spektrometrijos srityje.
Nors spektro analizatorius gali būti naudojamas įvairiais būdais, jis nėra skirtas visiems. Prietaisui valdyti prireiktų profesionalo, kuris suprastų, kaip tai veikia ir kaip interpretuoti signalo charakteristikas. Nepaisant to, tai yra nepakeičiamas bandymo instrumentas, kurį galima plačiai naudoti ne tik elektronikos, bet ir kitų mokslo sričių srityse.
Šaltiniai:
Kas yra spektro analizatorius: RF spektro analizatorius , Electronics-Notes.com