Farklı sinyal türleri için spektrum analizörleri vardır, ancak bu makale esas olarak Radyo Frekansı (RF) Spektrum Analizörlerine odaklanacaktır.
RF Spektrum Analizörü nedir?
Bir RF Spektrum Analizörü, dikey eksende (y ekseni) görüntülenen genliğini, yatay eksende (x ekseni) görüntülenen frekansına karşı ölçerek giriş sinyalinin spektrumunun gücünü ölçen, yaygın olarak kullanılan bir test cihazıdır. ). Çıkış, frekans alanında görüntülenir. Devre modüllerinin veya sistemlerinin RF performansı hakkında bilgi sağlamada etkilidir, çünkü analizörden elde edilen sinyal bilgisi ile mevcut sinyallerin türü tanımlanabilir ve frekansları, frekans seviyeleri ve genlikleri ölçülebilir. Ayrıca, baskın frekans, güç, bozulma, harmonikler ve bant genişliği gibi bir sinyalin diğer spektral bileşenleri gözlemlenebilir.
Spektrum Analizör Çeşitleri Nelerdir?
Genel olarak, spektrum analizörleri iki tipe ayrılır: süpürme ayarlı spektrum analizörü ve FFT spektrum analizörü. Bununla birlikte, spektrum analizörleri yıllar içinde farklı form faktörlerinde gelişti ve teknoloji ile sürekli olarak ilerledi. Form faktörlerinden bağımsız olarak, hala ana amacına hizmet eder - herhangi bir sinyalin frekans spektrumunu analiz etmek. Aşağıda, her biri farklı kullanımlar ve uygulamalar için tasarlanmış olan spektrum analizörlerinin farklı türleri ve form faktörleri bulunmaktadır.
Süpürülmüş spektrum analizörü. Süperheterodin spektrum analizörü olarak da bilinen süpürülmüş tip, spektrum analizörünün geleneksel ve en eski şeklidir. Eski modeller analog tekniklere dayanır ve uzun yıllar spektrum analizi testinin temeli olarak hizmet etmiştir. Bu modellerin çoğu zaten güncelliğini yitirmiştir ve yerini dijital teknikleri kullanan modern tipte süpürülmüş spektrum analizörleri almıştır.
Dijital FFT (Hızlı Fourier Dönüşümü) spektrum analizörü. Adından da anlaşılacağı gibi, bu tip spektrum analizörü dijital teknolojiyi kullanıyor ve analog sinyalleri FFT tekniklerini kullanarak dijital formatlarına dönüştürüyor. Özetle, FFT teknikleri, bir dalga biçimini frekans spektrumunun bileşenlerine dönüştürmek için matematiksel bir süreç kullanır.
Gerçek zamanlı spektrum analizörü. Bu FFT tabanlı spektrum analizörü, süpürülmüş ve FFT tipinin bir melezidir. Süperheterodin tekniğini kullanarak, önce sinyali daha düşük bir frekansa dönüştürür, ardından sinyali analiz etmek için FFT tekniklerini kullanır. FFT'lerin manipülasyonu, hesaplanan RF spektrumunda hiçbir boşluk ve bilgi kaçırmadan gerçek zamanlı olarak hızlı bir şekilde gerçekleştirilir. Ayrıca, bu tip spektrum analizörü bir zaman alanında (bir osiloskopta olduğu gibi) gelen sinyalleri örnekleyebilir ve FFT algoritmasını kullanarak bunları bir frekans alanına dönüştürebilir. Aynı anda tüm frekans bandını yakalar, analiz eder ve ardından spektrumu görüntüler.
PXI spektrum analizörü. PXI, PCI eXtension Enstrümantasyonuna dayalı bir standarttır ve test enstrümantasyonu, veri toplama ve kontrol için yaygın olarak kullanılır. Adından da anlaşılacağı gibi, bu tip spektrum analizörü PXI standardına dayanmaktadır, bu nedenle bir PXI rafına dahil edilebilir.
USB spektrum analizörü. Bu tip spektrum analizörü, verileri analiz etmek, depolamak, görüntülemek ve yeniden oynatmak için spektrum analizörü yazılımını kullanır. Yazılım, cihazın USB portu üzerinden bağlı olduğu bir bilgisayara kurulur. Bu, yalnızca satın alma donanımının satın alınması gerektiğinden, masaüstü spektrum analizörlerinden daha taşınabilir ve uygun maliyetlidir.
El tipi spektrum analizörü. Bu, radyo veya kablosuz yayınları izlemek ve spektrumun özelliklerini kontrol etmek için sahada kullanışlıdır. Küçük, el tipi formatlarda yapılan bu tip spektrum analizörü, daha büyük spektrum analizör tipleri ile aynı performansa ve yeteneğe sahip değildir.
Ağa bağlı spektrum analizörü. Bu tip spektrum analizörü ethernet portu üzerinden bir ağa bağlanır. Bir ağdaki cihazları izler. Bu, coğrafi olarak dağıtılmış cihazların izlenmesinde faydalıdır ve normalde izlenecek cihazların tüm coğrafyasını kapsayacak şekilde kümeler halinde kurulur, bu nedenle coğrafya ne kadar büyük olursa, o kadar fazla spektrum analiz cihazına ihtiyaç duyulur.
Spektrum Analizörleri ne için kullanılır?
Spektrum analizörleri, çoğunlukla elektronik laboratuvarlarında RF performansını test etmek ve doğrulamak için kullanılır. Esas olarak RF tasarımında, genel elektronik devre tasarımında, elektronik üretiminde, temel servis ve onarımda ve saha kurulum ve servisinde kullanılırlar.[1]
Spektrum analizörlerinin bir laboratuvarda kullanıldığı genel görevler şunlardır:
- modüle edilmiş bir sinyalin parazite neden olup olmadığını kontrol etme
- gürültü veya bozulma olup olmadığını kontrol etmek
- sinyalin doğru frekans bandında olup olmadığını kontrol etme
- bir sinyalle ilgili genel sorunları araştırmak
- ölçüm gücü
- bir sinyaldeki faz gürültüsünü ölçmek
- ölçüm frekansı
- EMI ve EMI ölçümlerinin yapılması
- birbirine göre farklı frekansların seviyesini çizmek
Laboratuvar dışında, spektrum analizörlerinin kablosuz ağlarda hata ayıklama, modülasyon/kodlama tekniklerini test etme, radyo sinyallerini izleme ve anten performansını kontrol etme, RF yükseltici kazancı, sinyal bant genişliği ve bant kullanımı gibi birçok pratik kullanımı da vardır. Örneğin, mobil ağlar alanında, paraziti bulma ve ortadan kaldırmada son derece yararlıdır. El tipi spektrum analizörleri, özellikle, mobil ağ operatörleri tarafından, ağ sinyallerini oluşturmalarına ve sürdürmelerine yardımcı olmak için girişim avcılığı için kullanılır.
Ayrıca astronomi, jeoloji ve biyokimya gibi diğer bilim alanlarında da kullanımları vardır. Örnek olarak, spektrum analizörleri, spektrometri alanında ışığın spektral modeline dayalı olarak malzemelerin kimyasal bileşimini analiz etmek için kullanılır.
Bir spektrum analizörünün birçok kullanımı olmasına rağmen, herkes için bir araç değildir. Cihazı çalıştırmak için nasıl çalıştığını ve bir sinyalin özelliklerini nasıl yorumlayacağını anlayan bir profesyonel gerekir. Bununla birlikte, sadece elektronik alanında değil, bilimin diğer alanlarında da geniş bir kullanım alanına sahip vazgeçilmez bir test aracıdır.
Kaynaklar:
Spektrum Analizörü Nedir: RF spektrum analizörü , Electronics-Notes.com