¿Cuál es la diferencia entre un analizador de espectro de escritorio y un analizador de espectro portátil?
Clasificación de los analizadores de espectro
Los analizadores de espectro se pueden dividir en dos tipos: tipo barrido y tipo análisis en tiempo real.
1. Analizador de espectro de barrido
Es un receptor superheterodino de barrido con un dispositivo de visualización, que se utiliza principalmente para el análisis de espectro de señales continuas y periódicas. Funciona en la banda de audio a submilimétrica y solo muestra la amplitud de la señal, no la fase de la señal. Su principio de funcionamiento es que el oscilador local utiliza un oscilador de frecuencia barrida, y su señal de salida y varios componentes de frecuencia en la señal medida se convierten secuencialmente en diferencias de frecuencia en el mezclador, y la señal de frecuencia intermedia generada se amplifica y detecta después de pasar a través un filtro de banda estrecha. Se agrega al amplificador de video como una señal de desviación vertical del osciloscopio, lo que hace que la visualización vertical en la pantalla sea proporcional a la amplitud de cada componente de frecuencia. La frecuencia de escaneo del oscilador local está controlada por el voltaje de onda en diente de sierra generado por el generador de escaneo de onda en diente de sierra. El voltaje de onda en diente de sierra también sirve como escaneo horizontal del tubo del osciloscopio, haciendo que la visualización horizontal en la pantalla sea proporcional a la frecuencia.
2. Analizador de espectro en tiempo real
Instrumento que extrae toda la información espectral de la señal y muestra los resultados dentro del tiempo limitado en el que se utiliza principalmente la señal medida. para analizar procesos aleatorios estacionarios no repetitivos y procesos transitorios de corta duración. También puede analizar señales continuas de baja frecuencia y de frecuencia extremadamente baja por debajo de 40 MHz, y puede mostrar amplitud y fase. El analizador de Fourier es un analizador de espectro en tiempo real. Su principio de funcionamiento básico es convertir la señal analógica analizada en una señal digital a través de un circuito de conversión de analógico a digital y luego agregar un filtro digital para realizar el análisis de Fourier. El oscilador local digital en cuadratura controlado por la unidad central de procesamiento produce una señal de oscilador local digital que varía según las leyes del seno y el coseno, y también se agrega a un filtro digital para análisis de Fourier junto con la señal de medición. Los osciladores locales digitales en cuadratura son osciladores de frecuencia barrida que producen una salida cuando su frecuencia es la misma que la frecuencia de la señal que se está midiendo. Después de la integración, los resultados del análisis se obtienen y se utilizan para mostrar el diagrama de espectro en el osciloscopio. Los resultados del análisis obtenidos utilizando las señales de seno y coseno del oscilador local de cuadratura son números complejos y se pueden convertir en amplitud y fase. Los resultados del análisis también se pueden enviar a dibujos impresos.
Indicadores técnicos del analizador de espectro
1. Rango de frecuencia de entrada
Se refiere al rango de frecuencia máximo en el que el analizador de espectro puede funcionar normalmente. Los límites superior e inferior de este rango se expresan en HZ y están determinados por el rango de frecuencia del oscilador local. El rango de frecuencia de los analizadores de espectro modernos generalmente puede variar desde bandas de baja frecuencia hasta bandas de radiofrecuencia, e incluso bandas de microondas, como 1 kHz ~ 4 GHz. La frecuencia aquí se refiere a la frecuencia central, que es la frecuencia ubicada en el centro de. el ancho del espectro mostrado.
2. Ancho de banda de resolución
Se refiere al intervalo mínimo de línea espectral entre dos componentes adyacentes en el espectro de resolución, la unidad es HZ, lo que indica que el espectrómetro resuelve dos amplitudes en un nivel bajo específico. punto La capacidad de las señales que son iguales y muy cercanas entre sí. La línea espectral de la señal medida que se ve en la pantalla del espectrómetro es en realidad la curva característica dinámica amplitud-frecuencia de un filtro de banda estrecha (similar a una curva en forma de campana), por lo que la resolución depende del ancho de banda generado por esta amplitud-frecuencia. Este filtro de banda estrecha El ancho de banda de 3 dB de las características de frecuencia de amplitud de la hoja de luz se define como el ancho de banda de resolución del espectrómetro.
3. Sensibilidad
Se refiere a la capacidad del espectrómetro para mostrar el nivel mínimo de señal bajo un ancho de banda de resolución determinado, modo de visualización y otros factores que influyen, en unidades de dBm, dBu, dBv, etc. La sensibilidad de un espectrómetro superheterodino depende del ruido interno del instrumento. Al medir señales pequeñas, el espectro de la señal aparece por encima del espectro del ruido. Para poder ver claramente el espectro de la señal del espectro de ruido, generalmente el nivel de la señal es 10 dB más alto que el nivel de ruido interno en otros lugares.
4. Rango dinámico
Esto significa que la diferencia máxima entre dos señales que aparecen simultáneamente en la entrada se puede medir con una precisión específica.
El límite superior del rango dinámico está limitado por la distorsión no lineal. La amplitud del espectrómetro se puede visualizar de dos formas: logaritmo lineal. La ventaja de la visualización logarítmica es que puede lograr un mayor rango dinámico dentro del rango limitado de altura efectiva de la pantalla. El rango dinámico de un espectrómetro suele ser superior a 60 dB, a veces incluso superior a 100 dB.
5. Ancho de barrido de frecuencia (span)
Además, también se analizan diferentes nombres como ancho de espectro, ancho de barrido, rango de frecuencia y rango de espectro. Generalmente se refiere al rango de frecuencia (ancho del espectro) de la señal de respuesta que se puede mostrar mediante las líneas de escala verticales más a la izquierda y a la derecha en la pantalla del espectrómetro. Se puede ajustar automáticamente o configurar manualmente según las necesidades de la prueba. El ancho de escaneo indica el rango de frecuencia mostrado por el espectrómetro durante una medición (es decir, un escaneo de frecuencia), que puede ser menor o igual al rango de frecuencia de entrada. El ancho del espectro generalmente se divide en tres modos:
① Barrido de frecuencia completo: el espectrómetro escanea su rango de frecuencia efectivo una vez;
(2) Barrido de frecuencia de cada cuadrícula: el espectrómetro solo escanea el rango de frecuencia especificado a la vez y el ancho del espectro representado por cada la cuadrícula se puede cambiar;
(3) El ancho de barrido cero es cero, el analizador de espectro no barre y se convierte en un receptor sintonizado;
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En otras palabras, el tiempo necesario para escanear la frecuencia completa y completar la medición también se denomina tiempo de análisis. Generalmente, cuanto más corto sea el tiempo de escaneo, mejor. Sin embargo, para garantizar la precisión de la medición, el tiempo de escaneo debe ser apropiado. Los factores relacionados con el tiempo de exploración incluyen principalmente el rango de exploración de frecuencia, el ancho de banda de resolución y el filtrado de vídeo. Los espectrómetros modernos suelen tener varios tiempos de exploración disponibles, y el tiempo mínimo de exploración está determinado por el tiempo de respuesta del circuito del canal de medición.
7. La precisión de la medición de la amplitud
Existe una precisión de amplitud absoluta y una precisión de amplitud relativa, que están determinadas por muchos factores. La precisión de la amplitud absoluta es una medida de una señal de escala completa y se ve afectada por una combinación de atenuación de entrada, ganancia de FI, ancho de banda de resolución, fidelidad de escala, respuesta de frecuencia y la precisión de la señal de calibración misma. La precisión de la amplitud relativa depende del método de medición. En una situación ideal, con sólo dos fuentes de error, la respuesta de frecuencia y la precisión de la señal de calibración, la precisión de la medición puede ser muy alta. El instrumento debe calibrarse antes de salir de fábrica, y se registran varios errores y se utilizan para corregir los datos de medición para mejorar la precisión de amplitud de la pantalla.
Funcionamiento del analizador de espectro
Las teclas físicas, las teclas programables y las perillas son los medios básicos para operar el instrumento.
1. Tres teclas físicas grandes y una perilla grande:
La función de la perilla grande se establece mediante tres teclas físicas grandes. Presione la tecla física de frecuencia una vez y la perilla podrá ajustar con precisión la frecuencia central mostrada por el instrumento. Presione la tecla de ancho de escaneo y la perilla podrá ajustar el ancho de frecuencia del escaneo del instrumento; presione la tecla de amplitud y la perilla podrá ajustar la amplitud de la señal. Gire la perilla y la frecuencia central, el ancho de barrido (frecuencia inicial y final) y la amplitud en dB se mostrarán simultáneamente en la pantalla;
2. Teclas programables:
En el. En el lado derecho de la pantalla, hay una fila de botones sin etiqueta dispuestos verticalmente y su funcionalidad cambia de un proyecto a otro. El lado derecho de la pantalla muestra el botón correspondiente al botón;
3. Otras teclas físicas:
Hay diez teclas físicas en el área de control de estado del instrumento: cero, configuración CANFIG. , Calibración CAL, control auxiliar, copiar e imprimir, modo MODO, guardar y almacenar, llamar y llamar, MEAS/medición de usuario/personalización de usuario, escaneo de señal SGL SWP, hay cuatro teclas físicas en el área de marcado: cursor MKR, cursor MKR movimiento, función de cursor RKR FCTN y búsqueda de picos, el área de control tiene seis teclas físicas: barrido de escaneo, ancho de banda, disparador TRIG, acoplamiento automático, seguimiento de trayectoria y visualización. Hay un respaldo BKSP en el teclado numérico. En el lado derecho del teclado numérico hay una fila de cuatro teclas de confirmación de entrada, que también son teclas de unidad. Las tres teclas físicas de la perilla grande son teclas de ventana: ENCENDIDO, SIGUIENTE y. ZOOM Hay flechas debajo de la perilla grande. Los dos botones se usan junto con la perilla grande para ajustes hacia arriba y hacia abajo.
Proceso de detección y mantenimiento de fallas comunes del analizador de espectro
1. El analizador de espectro, también conocido como analizador de espectro, es un equipo de prueba y medición utilizado principalmente para señales de radiofrecuencia y microondas. Análisis en el dominio de la frecuencia, incluida la medición de la potencia, la frecuencia y el producto de distorsión de la señal;
2. Según el principio de funcionamiento, existen dos tipos básicos de espectro: analizador de espectro en tiempo real y espectro sintonizado en frecuencia barrida. analizador.
Los analizadores de espectro en tiempo real incluyen analizadores de espectro filtrados (paralelos) multicanal y analizadores de espectro FFT, y los analizadores de espectro sintonizados por frecuencia de barrido incluyen analizadores de espectro sintonizados por RF de barrido y analizadores de espectro superheterodinos.
3. El analizador de frecuencia en tiempo real tiene filtros y detectores correspondientes para diferentes señales de frecuencia, y luego el escáner multitarea síncrono transmite las señales a la pantalla CRT
4 In; En el analizador de espectro de sintonización de barrido, la señal de entrada se agrega directamente al mezclador a través del atenuador y luego se modula mediante el oscilador local. El generador de barrido sincronizado con el CRT genera una frecuencia de oscilación que cambia linealmente en cualquier momento y luego se mezcla con la entrada. señal a través del mezclador.
Preguntas frecuentes sobre analizadores de espectro
1. ¿Existen diferentes tipos de analizadores de espectro?
Existen dos tipos de analizadores de espectro, cuyo tipo viene determinado por el método utilizado para obtener el espectro de la señal. Un analizador de espectro sintonizado por barrido utiliza un receptor superheterodino para convertir (usando un oscilador y mezclador controlados por voltaje) una porción del espectro de la señal de entrada a la frecuencia central del filtro de paso de banda. Se utiliza un oscilador controlado por voltaje de arquitectura superheterodina para barrer un rango de frecuencias, lo que respalda la suposición de que el instrumento tiene un rango de frecuencia completo. Los analizadores de transformada rápida de Fourier (FFT) calculan la transformada discreta de Fourier (DFT), que convierte la forma de onda de una señal de entrada en sus componentes espectrales.
2. ¿Cuándo debería utilizar un analizador de espectro de escritorio en lugar de un analizador de espectro portátil?
Los analizadores de espectro y señal de escritorio proporcionan excelentes indicadores técnicos y software de aplicación de medición, mientras que los analizadores de espectro portátiles son más adecuados para ingenieros de campo.
3. ¿Puede el analizador de espectro obtener resultados en tiempo real?
Sí, el analizador de espectro en tiempo real utiliza un enfoque híbrido, que primero utiliza tecnología superheterodina para convertir la señal de entrada a una frecuencia más baja y luego utiliza tecnología FFT para el análisis.
4. ¿Puedo utilizar un analizador de espectro para demodular la señal?
Al combinar un analizador de espectro o un analizador de señales con el software de análisis de modulación flexible Agilent 89600 VSA o el software de aplicación de medición, puede demodular una variedad de formatos y señales digitales estándar y comunes.
5.¿Qué tipos de analizadores de espectro ofrece Agilent?
Agilent ofrece una amplia gama de productos analizadores de señales, incluidos analizadores de espectro FFT y con sintonización de barrido, software de análisis de espectro y software de aplicación de medición de analizadores de espectro.
6.¿Qué rango de frecuencia cubren los productos analizadores de espectro de Agilent?
Agilent ofrece una variedad de productos analizadores de espectro y analizadores de señales desde CC hasta 50 GHz, que pueden ampliarse hasta 325 GHz mediante mezcladores externos.
Preparación de la prueba del analizador de espectro
1. Protección restrictiva: especifique el nivel máximo de RF de entrada y el valor máximo de voltaje que causa daño permanente: 25 V CC, 100 V CA pico a pico; valor;
2. Precalentamiento: La prueba debe esperar hasta que desaparezca el sobreenfriamiento;
3. Autocalibración: La autocalibración es necesaria después de tres meses de uso o antes de mediciones importantes;
4. Configuración de medición del sistema: La configuración consiste en ingresar algunos parámetros medidos antes de la medición, eliminando la molestia de ingresar parámetros para cada medición. Contenido: elementos de prueba, método de entrada de señal (frecuencia o canal), unidad de visualización, sistema, ancho de banda de medición de ruido y puntos de muestreo, puntos de frecuencia para medir CTB y CSO, control de línea de prueba, etc. Pasos de configuración: presione la tecla de modo - tecla programable del analizador de TV por cable - tecla programable de configuración para ingresar al estado de configuración específicamente, configuración de sintonización: incluida la configuración de entrada del analizador de frecuencia, canal, sistema y nivel: si se agrega un preamplificador. Configuración de latidos, configuración de frecuencia de latido, medición del punto de frecuencia de CTB y CSO (compensación de frecuencia CTB FRQ, compensación de CSO frq si se activa o no la línea de prueba, configuración C/N, configuración de relación portadora-ruido: punto de frecuencia (frecuencia); Desplazamiento polarizado C/N FRQ), ancho de banda.