Анализаторы спектра и сигналов

Что такое спектр сигнала?

Зная спектральный состав сигнала можно определять уровень внеполосного излучения, выявлять паразитные спектральные составляющие (спуры), выяснять причину неисправности радиооборудования и много другое. Часто анализаторами спектра измеряют частоту, уровень, глубину модуляции, различные искажения, отношение сигнал/шум, коэффициент шума и др.  

Принципы работы анализаторов спектра

Модели начального класса строятся на гетеродинном переносе сигнала на промежуточную частоту и его обработке с помощью аналогово-цифрового преобразователя в блоке цифровой обработки. Результаты измерений выводятся на экран анализатора в виде спектрограмм и числовых значений. Конструктивно такие анализаторы выполнены в виде портативного моноблока. На передней панели прибора расположены дисплей и клавиатура управления, измерительный разъем N-типа, интерфейсы USB. На задней панели расположены интерфейсы дистанционного управления LAN и USB, разъем питания, разъем BNC входа внешней синхронизации/внешней опорной частоты.

Модели высшего измерительного класса проектируются по тому же принципу, но при этом в низкочастотной области предусмотрена непосредственная подача сигнала на АЦП в обход смесителя. В высокочастотной области подавление зеркального канала приема происходит с помощью фиксированных полосовых фильтров или перестраиваемого фильтра на ЖИГ-резонаторе с возможностью его отключения для анализа широкополосных сигналов. Для работы в составе автоматизированных систем анализаторы спектра обеспечивают подключение по интерфейсам LAN и GPIB.

Где применяются анализаторы спектра?

Современные спектроанализаторы перекрывают частотный диапазон до 110 ГГц, а в случае с внешними смесителями - в разы выше.

Важнейшими прикладными задачами портативных и настольных анализаторов спектра и сигналов являются государственный радиочастотный контроль:  теле- и радиовещание, сотовая связь, спецсвязь правоохранительных органов и спасательных служб. Такие приборы незаменимы при разработке и производстве РЭА, обеспечении космической связи, радиолокации, навигации и пр.

Программные опции современных анализаторов спектра позволяют нам измерять сигнал в реальном времени, анализировать фазовые шумы, считать мощность в канале, оценивать на электромагнитную совместимость ЭМС, показывать характеристики цифровых и аналоговых модуляций и многое другое.

Главные критерии выбора анализатора спектра

На первом этапе нужно четко понимать, должен ли ваш прибор находиться в Госреестре средств измерений. Далее определяемся с техническими характеристиками, то есть обозначаем диапазон частот, чувствительность или средний отображаемый уровень собственных шумов в полосе 1 Гц, относительную спектральную плотность мощности фазовых шумов, погрешность измерения уровней мощности, максимальный уровень измеряемой мощности.
После этого нужно определить необходимый перечень аппаратных и программных опций.

Новые технологии в области анализа спектра

Разработчикам часто требуется доступ к нескольким измерительным приборам, которые невозможно вынести из общей лаборатории на длительный период времени. Представьте, как было бы удобно производить измерения, получив удаленный доступ!

Производители мирового уровеня стремятся реализовать сценарий тестирования с помощью новых облачных технологий. Так уже сегодня на фабриках по производству мобильных телефонов облачное тестирование позволяет пользователям удаленно анализировать данные измерений. После загрузки данных в облако инженеры могут использовать мощные инструменты для анализа интересующих параметров сотовых, радиолокационных или других сигналов.

Также облако можно использовать для совместной работы в случае проектной разработки, при обучении студентов или демонстрации возможностей приборов заказчикам.