Анализаторы сигналов
Компания Agilent Technologies
предлагает законченный ряд
анализаторов сигналов, способных
измерять частотные, временные,
порядковые и фазовые параметры
сигналов, а также параметры
в модуляционной области. Этот раздел
посвящен главным образом измерениям
в частотной области.
Здесь рассмотрены анализаторы спектра,
векторные анализаторы сигналов и
анализаторы в модуляционной области.
Каждый тип анализатора имеет свои
характерные особенности, делающие его
применение предпочтительным для
решения тех или иных конкретных
измерительных задач.
Спектроанализатор представляет собой
супергетеродинный приемник со
свипируемой частотой настройки,
который отображает амплитуды
спектральных компонент в зависимости
от частоты. По существу это
селективный пиковый вольтметр,
откалиброванный в
среднеквадратических значениях (СКЗ)
уровня синусоидального сигнала.
Анализатор спектра отображает
индивидуальные частотные компоненты,
из которых состоит сложный сигнал.
Принцип приемника со свипируемой
частотой настройки, используемый в
анализаторах спектра компании Agilent,
позволяет выполнять измерения в
частотной области с широким
динамическим диапазоном и в широком
диапазоне частот (от 3 Гц до 325 ГГц).
Векторные анализаторы используют
дискретизацию сигнала с
преобразованием его в цифровую форму
с последующей математической
обработкой для получения спектра
Фурье. Этот метод пригоден для
измерения сигналов в диапазоне частот
от нескольких микрогерц до более 6 ГГц
и позволяет получить информацию об
амплитуде, частоте и фазе каждой
спектральной компоненты.
Благодаря возможности анализа
сигналов в реальном времени,
анализаторы на основе преобразования
Фурье могут захватывать как
периодические, так и случайно
возникающие однократные сигналы.
Анализатор модуляции основан на
технологии счетчика/таймера компании
Agilent и предлагает другой подход к
измерению частоты или временных
интервалов. Такой анализатор
отображает результаты измерения
частоты или временных интервалов в
зависимости от времени в
модуляционной области.
Анализаторы спектра
Спектроанализаторы используют все
положительные свойства
преобразования частоты
супергетеродинного приемника со
свипируемой настройкой, что вносит
существенный вклад в технику анализа
сигналов в частотной области. Ниже
перечислены некоторые виды
измерений, которые могут выполнять
анализаторы спектра.
• Абсолютное и относительное
измерение частоты
• Абсолютное и относительное
измерение уровня
• Измерение шума
• Измерение комбинационных,
побочных составляющих и продуктов
искажений
• Измерение параметров АМ, ЧМ,
импульсно:модулированных
ВЧ сигналов и сигналов с цифровой
модуляцией
• Измерение по принципу стимул:отклик
(скалярные измерения)
• Измерение электромагнитной
совместимости (ЭМС)
Все эти измерения возможны благодаря
следующим характеристикам
анализаторов спектра.
• Перекрытие широкого диапазона
частот от 3 Гц до 325 ГГц
• Широкий диапазон уровней сигнала:
пределы измерения от минус 168
до +30 дБм, что обеспечивает очень
высокую чувствительность,
необходимую для обнаружения
сигналов низкого уровня, и широкий
динамический диапазон для анализа
искажений
• Отличная стабильность частоты и
точность измерения уровня
• Высокая разрешающая способность по
частоте и уровню благодаря
цифровым фильтрам ПЧ,
формирующим полосы пропускания
• Полосы анализа от 10 Гц до 80 МГц
• Наличие следящих генераторов и
управление внешним источником для
скалярных измерений
• Специализированные измерительные
программы, позволяющие выполнять
специфические измерения фазового
шума, коэффициента шума и
побочных составляющих,
локализовать место повреждения
(неоднородности), измерять
характеристики систем кабельного
телевидения, уровень
электромагнитных помех, выполнять
гибкий анализ модуляции, измерять
характеристики беспроводных систем
связи поколений 2G, 3G и 3,5G, а
также характеристики беспроводных
локальных сетей WLAN и Bluetooth.
Эти возможности позволяют
спектроанализаторам выполнять анализ
сигналов в частотной области для
решения многочисленных прикладных
задач, включая производство и
техническое обслуживание оборудования
беспроводных цифровых систем,
микроволновых линий связи,
радиолокаторов, телекоммуникационного
оборудования, кабельного телевидения,
радиовещания, систем мобильной связи,
диагностические испытания аппаратуры
на уровень электромагнитных помех,
испытания радиокомпонентов, измерения
в области световых волн, контроль эфира
и идентификацию сигналов.
Кроме работы в режиме со
свипированием частоты настройки
анализаторы спектра могут
использоваться в режиме с
фиксированной частотой настройки
(нулевой обзор); это позволяет
выполнять измерения во временной
области, подобно тому, как это
делается с помощью осциллографа.
Поставляемые по отдельному заказу
широкополосные дигитайзеры
(устройства для преобразования
сигналов в цифровую форму)
обеспечивают широкий динамический
диапазон сбора данных и цифровое
преобразование квадратурных (I/Q)
составляющих комплексного вектора,
а также широкополосных сигналов во
временной и частотной областях.
Возможности анализаторов спектра
могут быть значительно расширены с
помощью внешнего компьютера.
Компьютеры можно использовать для
непосредственного управления
анализатором спектра через GPIB или
LAN.
Сферы применения, где требуется
высокая точность и скорость измерений,
выполнение повторяющихся измерений,
где оператор и анализатор физически
разделены большим расстоянием, где
измерения должны выполняться без
участия оператора или персоналом, не
имеющим достаточных технических
навыков, являются явными
кандидатами на внедрение
автоматизации измерений.
Ниже перечислены сферы применения,
где автоматизация спектрального
анализа может дать существенный
выигрыш.
• Испытание на электромагнитную
совместимость (ЭМС)
• Мониторинг частотного спектра
• Испытание ВЧ и микроволновых
радиокомпонентов, узлов и систем в
процессе производства
• Дистанционные испытания
Базовые измерительные возможности
анализатора спектра в сочетании с
возможностью автоматизации и
сопряжения с другими приборами и
периферийными устройствами,
имеющими интерфейс GPIB, делают
эти анализаторы идеальным средством
для многих специализированных
применений и для общего применения.
Анализаторы ЭМС
Анализаторы ЭМП/ЭМС серии
E7400A, основанные на использовании
анализатора спектра, обеспечивают
необходимые функциональные
возможности для предварительных
квалификационных измерений на
соответствие нормативным требованиям
к излучаемым ЭМП (напряженность
электромагнитного поля) и наводимым
в проводах сети питания (напряжение
радиопомех) в диапазоне до 26,5 ГГц.
Квазипиковые детекторы и полосы
пропускания, удовлетворяющие
нормативным требованиям к
измерению ЭМП, в сочетании с
необходимым для ЭМП набором видов
измерений, облегчают оценку уровня
ЭМП на стадии разработки продукции.
Технические решения для поиска
неисправности становятся более
совершенными благодаря
функциональным возможностям
анализатора спектра и использованию
таких принадлежностей, как пробники
ближнего поля 11940A/11941A.
Векторные анализаторы сигналов
Векторные анализаторы сигналов
расширяют возможности, имеющиеся
у анализаторов спектра. И хотя они
подобны анализаторам Фурье,
векторные анализаторы работают во
всем ВЧ диапазоне, обеспечивая
быстрые измерения спектра с высоким
разрешением, демодуляцию и
усовершенствованный анализ во
временной области. Они особенно
полезны при определении
характеристик сложных сигналов,
таких как пакетные сигналы,
переходные процессы или
модулированные сигналы систем
связи, телевидения, радиовещания,
гидроакустики, а также в области
ультразвуковой акустоскопии.
Векторный анализатор может
выполнять глубокий анализ модуляции.
Поскольку он определяет модуль и фазу
сигнала, он исключительно хорошо
подходит для анализа сигналов с
цифровой модуляцией. Эта способность
проявляется в нескольких формах. Она
может использоваться в приложениях
общего назначения, обеспечивая
гибкость демодуляции широкого круга
модулированных сигналов. Она может
быть полезной при испытаниях
беспроводных систем связи на
соответствие требованиям стандартов,
одновременно предоставляя
дополнительные возможности
диагностики. И, наконец, эта
способность может использоваться при
испытаниях на соответствие стандартам
связи по принципу “годен : негоден”.
Векторные анализаторы сигналов
особенно полезны, когда требуется
большой набор видов измерений,
например, в процессе разработки
цифровых систем связи.
Анализаторы в модуляционной
области
Анализаторы в модуляционной области
представляют расширение технологии
счетчик/таймер компании Agilent. Эти
анализаторы обеспечивают
информативное отображение частоты,
фазы или временных соотношений
сигнала в зависимости от времени. Они
могут строить гистограммы и выполнять
статистический анализ, позволяя тем
самым быстро анализировать
результаты измерения. Анализаторы в
модуляционной области позволяют
непосредственно видеть процесс
переключения и установления частоты в
генераторах, управляемых
напряжением (ГУН), в системах фазовой
автоподстройки частоты (ФАПч) и в
синтезаторах частот. Они облегчают
анализ сигналов со сложной фазовой и
частотной модуляцией, имеющей место
в системах связи.
