Analizor de spectru

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 16 octombrie 2019; verificările necesită 5 modificări .

Analizor de spectru  - un dispozitiv pentru observarea și măsurarea distribuției relative a energiei oscilațiilor electrice (electromagnetice) în banda de frecvență .

Analizoare de spectru. Informații generale

Clasificarea analizatoarelor de spectru

Proprietățile de bază ale analizei

Analizorul de spectru vă permite să determinați amplitudinea și frecvența componentelor spectrale care alcătuiesc procesul analizat. Caracteristica sa cea mai importantă este rezoluția: cel mai mic interval de frecvență dintre două linii spectrale care sunt încă separate de un analizor de spectru. Analizorul de spectru poate da un spectru adevărat numai atunci când oscilația analizată este periodică sau există numai în intervalul . Atunci când se analizează durata proceselor, analizorul de spectru nu oferă un spectru adevărat

,

si evaluarea lui:

,

in functie de timpul de pornire si timpul de analiza . Deoarece spectrul fluctuațiilor se poate modifica, în cazul general, cu timpul, estimarea dă așa-numita spectrul curent.

Analizoare de frecvență joasă și de spectru RF

Analizoare de joasă frecvență

Analizoarele LF sunt de tip paralel și în serie (mai adesea paralele) și sunt proiectate să funcționeze în intervalul de frecvență de la câțiva herți la zeci sau sute de kiloherți. Ele sunt utilizate în acustică , de exemplu, în studiul caracteristicilor zgomotului, în dezvoltarea și întreținerea echipamentelor audio și în alte scopuri. Analizoarele folosite pentru a monitoriza calitatea sursei de alimentare sunt altfel numite analizoare de armonici .

Analizoare RF

Majoritatea analizoarelor de frecvență radio sunt în bandă largă, vă permit să lucrați într-o bandă de la câțiva kiloherți la câțiva - sute de gigaherți, de regulă, acestea sunt analizoare de tip serial. Sunt folosite pentru a analiza proprietățile semnalelor radio, pentru a studia caracteristicile dispozitivelor radio.

Pentru cele mai detaliate informații despre principiile construirii analizoarelor RF moderne și caracteristicile metrologice ale acestora, consultați broșurile „Application Note 150 Spectrum Analysis Fundamentals” de Agilent Technologies și „Spectral Analysis Fundamentals Rauscher” de Rohde & Schwarz .

Analizoare de tip serial

Analizoarele de tip serial sunt cel mai comun tip de analizoare pentru studiul semnalelor radio, principiul lor de funcționare este de a scana banda de frecvență folosind un oscilator local reglabil . Componentele spectrului sunt transferate secvenţial la frecvenţa intermediară . Reglarea frecvenței oscilatorului local este echivalentă cu mutarea spectrului semnalului studiat. IF selectiv selectează secvențial componentele spectrului și, datorită balarii sincrone a indicatorului osciloscopului, răspunsurile fiecărei componente spectrale sunt reproduse secvenţial pe ecranul său.

Analizoare paralele

Analizoarele de tip paralel conțin un set de filtre identice de bandă îngustă ( rezonatoare cu Q mare ), fiecare dintre acestea reglat la o anumită frecvență (în domeniul măsurătorilor de joasă frecvență, filtrele pot să nu aibă aceeași lățime de bandă absolută, dar intervalul de frecvență relativă , de exemplu, „filtre de octava a treia”). Odată cu acțiunea simultană a semnalului studiat asupra tuturor filtrelor, fiecare dintre ele selectează componenta spectrului corespunzătoare acordării acestuia. Un analizor de spectru paralel are un avantaj față de un analizor de spectru serial în ceea ce privește viteza de analiză, dar este inferior acestuia în simplitate.

Analizoare digitale

Analizoarele digitale pot fi construite în două moduri. În primul caz, acesta este un analizor convențional de tip serial, în care informațiile de măsurare obținute prin scanarea benzii de frecvență cu ajutorul unui oscilator local sunt digitizate folosind un ADC și, în continuare, procesate digital. În al doilea caz, un echivalent digital de tip paralel este implementat sub forma unui analizor DFT, care calculează spectrul utilizând algoritmi de transformată Fourier discretă (DFT) . Comparativ cu analizatoarele DFT paralele digitale seriale au anumite avantaje: rezoluție și viteză mai mari, capacitatea de a analiza semnale în impulsuri și unice. Ei sunt capabili să calculeze nu numai amplitudinea, ci și spectrele de fază, precum și să reprezinte simultan semnale în domeniile timp și frecvență. Din păcate, analizoarele DFT paralele, datorită capacităților limitate ale convertoarelor analog-digitale (ADC), funcționează doar la frecvențe relativ joase.

Tektronix Corporation a creat analizoare digitale de spectru în timp real. Acestea permit monitorizarea în timp real a schimbărilor rapide ale spectrului care sunt utilizate în unele tipuri de sisteme de comunicații moderne. În același timp, împreună cu spectrele obișnuite, instrumentele fac posibilă construirea de spectrograme, care sunt un set de spectre prezentate în momente diferite în timp. În plus, instrumentele folosesc tehnologia „fosfor digital”, care permite memorarea spectrelor pentru un anumit timp și urmărirea vizuală a modificărilor acestora în timp.

Rohde-Schwarz produce, de asemenea, analizoare de spectru în timp real, care dispun în plus de un declanșator de mască de frecvență (declanșare selectivă). În acest mod, analizorul de spectru pornește și efectuează măsurători dacă spectrul semnalului analizat în lățimea de bandă de analiză a analizorului FFT paralel pe bază de ADC îndeplinește condițiile specificate, de exemplu, una dintre componentele spectrale la o anumită frecvență depășește nivelul stabilit. Acest mod este util la observarea spectrelor de semnale în comunicația fără fir, când este posibilă izolarea purtătorilor sau semnalelor pilot necesare studiului.

Caracteristici de bază normalizate

Analizoare optice de spectru

Cum funcționează

Analizatoarele optice de spectru sunt construite pe baza unui rețeau de difracție , interferometre Michelson , Fabry-Perot și alte scheme de interferență. În prezent, datorită capacității înalte de fabricație, analizoarele care folosesc un rețele de difracție sunt cele mai utilizate pe scară largă și numai atunci când rezoluția lor este insuficientă, se folosesc metode interferometrice mai scumpe pentru măsurarea spectrului.

Aplicație

Analiza spectrului optic în legătură cu dezvoltarea tehnologiei de telecomunicații devine unul dintre cele mai importante tipuri de măsurători în sistemele moderne de comunicații prin fibră optică . Necesitatea acestui tip de măsurare este asociată în primul rând cu monitorizarea spectrului surselor de radiații optice, precum și cu determinarea gradului de influență a componentelor spectrale asupra parametrilor componentelor din fibră optică și cu transmisia de date prin liniile de comunicație cu fibră optică. În același timp, unul dintre factorii semnificativi care limitează lățimea de bandă a liniilor de comunicație de mare viteză devine în prezent dispersia cromatică a fibrei optice, care este determinată de lățimea spectrului sursei de radiație și se manifestă printr-o creștere a durata impulsului transmis pe măsură ce se propagă prin fibra optică, ceea ce necesită și o analiză a spectrului optic. În plus, introducerea amplificatoarelor cu fibră optică în liniile de comunicație , în special EDFA ( amplificatoare cu erbiu ) și dezvoltarea tehnologiei WDM (multiplexarea lungimii de undă) în telecomunicații, determină analiza spectrului optic în timpul instalării și exploatării liniilor de transmisie cu fibră optică. (FOTL) ca cel mai actual tip de măsurători.

Caracteristici de bază normalizate

Literatură și documentație normativă

Literatură

Documentație normativ-tehnică

Vezi și

Link -uri

 Instrumente electrice de masura