Spektrum analizörleri, ölçüm yapmak için kullanılan önemli testlerden biridir. frekanslar ve diğer birçok parametre. İlginç bir şekilde, spektrum analizörleri bildiğimiz sinyalleri ölçmek ve bilmediğimiz sinyalleri bulmak için kullanılır. Doğruluğu nedeniyle, spektrum analizörü elektrik ve elektronik ölçümler alanında birçok uygulama kazanmıştır. Birçok devre ve sistemi test etmek için kullanılır. Bu devreler ve sistemler radyo frekansı seviyelerinde çalışır.
Farklı model konfigürasyonları ile bu cihaz, enstrümantasyon ve ölçüm alanında kendi çok yönlülüğüne sahiptir. Farklı özellikler, boyutlar ile birlikte gelir ve hatta belirli uygulamalara göre mevcuttur. Cihazın, ultra-frekans seviyesinde eşit bir yüksek frekans aralığında kullanımı şu anda araştırma aşamasındadır. Hatta bir bilgisayar sistemine bağlanabilir ve ölçümler dijital platforma kaydedilebilir.
Spektrum Analizörü nedir?
Spectrum Analyzer, temel olarak bir devrede veya bir sistemde radyo frekansı aralığında çeşitli parametreleri ölçen bir test aracıdır. Bir parça normal test ekipmanı, miktarı zamana göre genliğine göre ölçecektir. Örneğin, bir voltmetre, zaman alanına bağlı olarak voltaj genliğini ölçecektir. Böylece sinüzoidal bir eğri elde edeceğiz alternatif akım voltajı veya için düz bir çizgi DC gerilimi . Ancak bir spektrum analizörü, miktarı frekansa karşı genlik cinsinden ölçecektir.
Frekans alanı yanıtı
Şemada gösterildiği gibi, spektrum analizörü, frekans alanındaki genliği ölçer. Yüksek tepe sinyalleri büyüklüğü temsil eder ve aralarında gürültü sinyallerimiz de vardır. Spektrum analizörünü gürültü sinyallerini ortadan kaldırmak ve sistemi daha verimli hale getirmek için kullanabiliriz. Sinyal-gürültü iptal faktörleri (SNR) günümüzde elektronik uygulamalar için önemli özelliklerden biridir. Örneğin, kulaklıklar gürültü engelleme özelliğine sahiptir. Bu tür ekipmanı test etmek için spektrum analizörleri kullanılır.
Analizör Blok Şeması
Blok Şeması
Spektrum analizörünün blok diyagramı yukarıda gösterilmiştir. Giriş radyo frekansı sinyalini zayıflatan bir giriş zayıflatıcıdan oluşur. Zayıflatılmış sinyal, dalgalanma içeriğini ortadan kaldırmak için bir düşük geçiş filtresine beslenir.
Filtrelenen sinyal, voltaj ayarlı bir osilatör ile karıştırılır ve bir amplifikatöre beslenir. amplifikatör katot ışınlı osiloskopa beslenir. Diğer tarafta bir de süpürme jeneratörümüz var. Her ikisi de dikey ve yatay sapmalar için CRO'ya beslenir.
Spektrum Analizörü Çalışma Prensibi
Spektrum analizörü temel olarak sinyalin spektrum içeriğini ölçer, yani analizöre beslenir. Örneğin, bir filtrenin çıktısını ölçüyorsak, diyelim ki alçak geçiren filtre, o zaman spektrum analizörü, frekans alanında çıkış filtresinin spektrum içeriğini ölçecektir. Bu süreçte gürültü içeriğini de ölçecek ve CRO'da gösterecek,
Blok diyagramda gösterildiği gibi, spektrum analizörünün çalışması temelde katot ışınlı osiloskop üzerinde dikey ve yatay bir tarama üretecek şekilde kategorize edilebilir. Ölçülen sinyalin yatay taramasının frekansa göre olacağını ve dikey taramanın genliğine göre olacağını biliyoruz.
Çalışma
Ölçülen sinyalin yatay taramasını üretmek için, radyo frekansı seviyesindeki sinyal, radyo frekansı seviyesinde sinyali zayıflatan giriş zayıflatıcısına beslenir. Zayıflatıcı çıkışı, sinyaldeki herhangi bir dalgalanma içeriğini ortadan kaldırmak için düşük geçiş filtresine beslenir. Ardından, sinyalin büyüklüğünü belirli bir seviyeye yükselten bir amplifikatöre beslenir.
Bu süreçte osilatörün belirli bir frekansta ayarlanmış çıkışı ile de karıştırılır. Osilatör, beslenen dalga formunun alternatif bir doğasını oluşturmaya yardımcı olur. Osilatör ile karıştırılıp yükseltildikten sonra sinyal, sinyali frekans alanına dönüştüren yatay detektöre beslenir. Burada spektrum analizöründe, sinyalin spektral miktarı frekans alanında temsil edilir.
Dikey süpürme için genlik gereklidir. Genliği elde etmek için sinyal, voltaj ayarlı osilatöre beslenir. Voltaj ayarlı osilatör, radyo frekansı seviyesinde ayarlanır. Osilatör devrelerini elde etmek için genellikle dirençler ve kondansatör kombinasyonu kullanılır. Bu, RC osilatörleri olarak bilinir. Osilatör seviyesinde, sinyal 360 derece faz kaydırılır. Bu faz kayması için, farklı seviyelerde RC devreleri kullanılır. Genellikle 3 seviyemiz vardır.
Bazen transformatörler bile faz değiştirme amaçları için kullanılır. Çoğu durumda, osilatörlerin frekansı da bir rampa üreteci kullanılarak kontrol edilir. Rampa üreteci ayrıca bazen bir darbe rampası elde etmek için bir darbe genişlik modülatörüne bağlanır. Osilatörün çıkışı dikey süpürme devresine beslenir. Katot ışınlı osiloskop üzerinde genlik sağlayan.
Spektrum Analizörü Türleri
Spektrum analizörleri iki kategoriye ayrılabilir. Analog ve Dijital
Analog Spektrum Analizörü
Analog spektrum analizörleri süperheterodin prensibini kullanır. Bunlara ayrıca süpürme veya tarama çözümleyicileri de denir. Blok şemada gösterildiği gibi, analizör farklı yatay ve dikey tarama devrelerine sahip olacaktır. Çıkışı desibel cinsinden göstermek için, yatay süpürme devresinden önce bir logaritmik amplifikatör de kullanılır. Video içeriğini filtrelemek için bir video filtresi de sağlanmıştır. Bir rampa üreteci kullanmak, her frekansa ekranda frekans yanıtını görüntüleyebileceği benzersiz bir konum sağlar.
Dijital Spektrum Analizörü
Dijital spektrum analizörü, hızlı Fourier dönüşümü (FFT) blokları ve analog sinyali dijital sinyale dönüştürmek için analogdan dijitale dönüştürücüler (ADC) bloklarından oluşur. Blok diyagram gösterimi ile
Dijital Spektrum Analizörü
Blok diyagram gösterimi ile gösterildiği gibi, sinyal zayıflatıcıya beslenir, bu da sinyalin seviyesini azaltır ve ardından dalgalanma içeriğini ortadan kaldırmak için LPF'ye beslenir. Ardından sinyal, sinyali dijital alana dönüştüren bir analogdan dijitale dönüştürücüye (ADC) beslenir. Dijital sinyal, sinyali frekans alanına dönüştüren FFT analizörüne beslenir. Sinyalin frekans spektrumunu ölçmeye yardımcı olur. Son olarak, CRO kullanılarak görüntülenir.
Analizörün Avantaj ve Dezavantajları
Radyo frekansı aralığındaki sinyaldeki spektral miktarı ölçtüğü için birçok avantajı vardır. Aynı zamanda bir dizi ölçüm sağlar. Tek dezavantajı, normal geleneksel sayaçlara kıyasla daha yüksek olan maliyetidir.
Analyzer Uygulamaları
Temelde test amacıyla kullanılan bir spektrum analizörü, çeşitli miktarları ölçmek için kullanılabilir. Tüm bu ölçümler radyo frekansı seviyesinde yapılır. Spektrum analizörü kullanılarak sıkça ölçülen miktarlar:
- Sinyal seviyeleri - Frekans etki alanına dayalı sinyalin genliği, spektrum analizörü kullanılarak ölçülebilir
- Faz Gürültüsü - Ölçümler frekans alanında yapıldığından ve spektral içerik ölçüldüğünden, faz gürültüsü kolaylıkla ölçülebilir. Katot ışınlı osiloskopun çıkışında dalgacıklar olarak görünür.
- Harmonik bozulma - Bu, sinyalin kalitesi için belirlenecek önemli bir faktördür. Harmonik bozulmaya bağlı olarak, sinyalin güç kalitesini değerlendirmek için toplam harmonik bozulma (THD) hesaplanır. Sinyal, düşme ve yükselmelerden korunmalıdır. Harmonik bozulma seviyelerinde azalma, gereksiz kayıpları önlemek için bile önemlidir.
- İntermodülasyon distorsiyonu - Sinyali modüle ederken, orta seviyede genlik (Genlik modülasyonu) veya frekans (frekans modülasyonu) distorsiyonlarına bağlı olarak meydana gelir. İşlenmiş bir sinyale sahip olmak için bu bozulmadan kaçınılmalıdır. Bunun için intermodülasyon distorsiyonunu ölçmek için bir spektrum analizörü kullanılır. Harici devreler kullanılarak bozulma azaltıldığında, sinyal işlenebilir.
- Sahte Sinyaller - Tespit edilmesi ve ortadan kaldırılması gereken istenmeyen sinyallerdir. Bu sinyaller doğrudan ölçülemez. Ölçülmesi gereken bilinmeyen sinyallerdir.
- Sinyal Frekansı - Bu da değerlendirilmesi gereken önemli bir faktördür. Analizörü radyo frekansı seviyesinde kullandığımız için, frekans bandı çok yüksektir ve her bir sinyalin frekans içeriğini ölçmek önemli hale gelir. Bu spektrum için özellikle analizörler kullanılmaktadır.
- Spektral Maskeler - Spektrum analizörleri ayrıca spektral maskeleri analiz etmek için de faydalıdır
Dolayısıyla çalışma prensibini, tasarımını, avantajlarını ve uygulamasını gördük. spektrum analizör. Bir spektrum analizöründe ölçülen verilerin nasıl saklanacağını düşünmek gerekir. Ve daha fazla ölçüm için bilgisayar gibi diğer ortamlara nasıl aktarılacağı.
