Рекомендации по повышению точности измерений спектра

Советы тем, кто хочет повысить точность измерений и избежать серьезных ошибок при измерении спектра. Анализатор спектра или анализатор сигналов — главный и практически незаменимый для радио-инженера измерительный прибор, используемый на всех этапах разработкии эксплуатации изделий.

ГАДЖЕТЫ
|

На самом общем уровне его можно представить как селективный вольтметр, отображающий среднеквадратичное значение (СКЗ) синусоидального сигнала. Его точность,быстродействие и другие характеристики играют очень важную роль, поскольку они влияют на эффективность тестирования и, следовательно, на качество проектируемой и выпускаемой продукции

Зачем нужны измерения спектра?

Измерения в частотной области имеют большое значение. С их помощью определяются частотные составляющие сигнала. В левой части рис. 1 показано представление сложного сигнала во временной области, а в правой — в частотной.

Из показанного на рисунке представления во временной области ясно только то, что исследуемый сигнал не является чисто синусоидальным. А по представлению в частотной области видно, что сигнал складывается из двух синусоид соответствующей частоты и амплитуды. Таким образом, представление в частотной области чрезвычайно важно для специалистов в области беспроводных технологий, поскольку оно позволяет измерять параметры устройств, систем и сигналов для оценки таких ключевых факторов как линейность, искажения, шумы и паразитные излучения.

Сравнение анализаторов спектра и сигналов

Основная задача анализатора спектра — измерение и отображение амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) известных и неизвестных ВЧ- и СВЧ-сигналов. С появлением цифровых технологий обработки сигналов современные анализаторы спектра получили множество новых возможностей. После оцифровки сигнала информация о его фазе и амплитуде сохраняется и может отображаться прибором. Структурная схема прибора показана на рис. 2.

Анализатором сигналов, как правило, называется прибор с архитектурой анализатора спектра с полностью цифровым трактом промежуточной частоты (ПЧ), осуществляющим сложную векторную обработку сигналов во временной и частотной областях, например для анализа цифровой модуляции и заданных временных интервалов

Погрешности

При выборе анализатора спектра следует руководствоваться диапазонами амплитуд и частот измеряемых сигналов. Чтобы понять, насколько хорошо прибор станет выполнять эти измерения, следует обратиться к его точностным характеристикам. Все анализаторы спектра при проведении практических измерений обладают различными показателями как по абсолютной, так и по относительной погрешности.

На рис. 3 показаны различия между абсолютными и относительными значениями, которые измеряются с помощью простого и разностного маркеров, соответственно. Например, измерение частоты или уровня мощности несущей

(левый пик) является абсолютным, а измерение разности амплитуд несущей и второй гармоники является относительным.

Погрешность по амплитуде

Все современные анализаторы спектра имеют встроенный калибратор, подающий опорный сигнал заданной амплитуды и частоты. Измерение абсолютного значения амплитуды по факту является измерением относительно амплитуды этого опорного сигнала. Чтобы использовать точностные характеристики опорного сигнала для других частот и амплитуд, следует учесть влияние остальных компонентов анализатора. В таблице представлены значения погрешности по амплитуде для ряда компонентов анализаторов спектра.

В анализаторах спектра используется опорный сигнал 50 МГц. На этой частоте абсолютная погрешность прибора минимальна. Например, высокопроизводительный анализатор сигнала серии Х на опорной частоте обладает минимальной погрешностью по амплитуде ±0,24 дБ.

При выполнении относительных измерений входного сигнала абсолютные значения не играют роли.

Предположим, например, что требуется установить, насколько амплитуда определенной гармоники отличается от амплитуды основной гармоники. Наихудшим будет случай, когда амплитуда основной гармоники является наибольшей, а амплитуда выбранной гармоники — наименьшей из всех представленных в отображаемом спектре. Если погрешность измерения абсолютного значения амплитуды каждой гармоники составляет ±0,5 дБ, то погрешность измерения относительного значения вдвое больше, т.е. 1 дБ.

Погрешность по частоте

Абсолютная погрешность по частоте часто описывается как точность отсчета частоты и характеризует центральную частоту и частоты пуска, останова и маркера. Погрешность полосы обзора играет роль только при выполнении относительных измерений.

Погрешность по частоте рассчитывается как сумма погрешностей, перечисленных в техническом описании анализатора. К ним относятся погрешность опорной частоты, погрешность полосы обзора и погрешность центральной частоты полосы разрешения. Современные анализаторы могут измерять частоту с точностью до 0,1%, чего вполне достаточно для беспроводных систем связи и разных приложений.

Как повысить точность измерений?

Прежде чем начать любое измерение, следует проверить, не изменилось ли состояние основных настроек тракта ВЧ-аттенюатора, полосы разрешения или уровня опорного сигнала. Если это так, то в результат измерения попадут все связанные с этими установками погрешности. В некоторых случаях можно снизить одну погрешность за счет другой. Например, можно выбрать такое сочетание настроек уровня опорного сигнала и шкалы дисплея, при котором обеспечивается максимальная точность.

 


Комментарии

Пока нет комментриев, будьте первым кто выскажется

Добавление комментария

Ваше имя
Почта
Комментарий
Необходимость определения своего местоположения, а еще лучше точных географических координат, во все времена была первоочередной задачей

Специальный инвестиционный контракт (СПИК) заключили Свердловская область и ПАО «Машиностроительный завод имени М.И. Калинина». Он рассчитан на 10

Управление Федеральной антимонопольной службы (УФАС) по Томской области вынесло постановление о наложении штрафа в размере одной тысячи минимальных

Крупнейшие мировые производителя сотовых телефонов компании Nokia и Motorola договорились о сотрудничестве в области развития мобильного телевидения

Крупнейшие мировые производителя сотовых телефонов компании Nokia и Motorola договорились о сотрудничестве в области развития мобильного телевидения











РУбрики
все шаблоны для dle на сайте newtemplates.ru скачать