Analizator widma Rigol DSA710

Analizatory widma pracują zwykle w zakresie bardzo wysokich częstotliwości, tzw. radiowych (Radio Frequency – RF). Najbardziej zaawansowane modele mogą mierzyć widmo do kilkudziesięciu gigaherców, ale to są już faktycznie przyrządy z najwyższych półek, na które stać tylko największych producentów elektroniki. Nie trzeba jednak sięgać aż tak daleko. Do niedawna nawet analizator mierzący choćby w zakresie do 1 GHz był nieosiągalny dla przeciętnego elektronika. Ceny tych przyrządów wynikają z faktu, że są w nich stosowane relatywnie drogie podzespoły. Nie można też pominąć kosztów utrzymywania działów badawczych R&D (Research and Development).

Barierę tę przełamał Rigol oferując analizator widma DSA710 za naprawdę "przyzwoite" pieniądze. Można zaryzykować stwierdzenie, że nareszcie jest to przyrząd dla każdego. Oczywiście należy mieć świadomość ograniczeń i wynikający z nich zakres zastosowań analizatora, ale z pewnością spore grono ludzi parających się na co dzień elektroniką zainteresuje się tą ofertą.



Zapraszamy na film w którym wyjaśnimy jak wykonywać pomiary analizatorem widma.


Link




Zasada działania

DSA710 jest, można powiedzieć, klasycznym analizatorem widma z przemiataniem częstotliwości. Do objaśnienia zasady działania tego przyrządu konieczne jest zapoznanie się z jego schematem blokowym przedstawionym na rys. 1.

Rys. 1. Schemat blokowy analizatora DSA710

Na wejściu toru pomiarowego umieszczono tłumik wejściowy, którego zadaniem jest tłumienie zbyt silnych sygnałów wejściowych, mogących przesterować, a nawet uszkodzić kolejne stopnie urządzenia. Z kolei znajdujący się za tłumikiem wzmacniacz zapewnia możliwość wykonywania poprawnych pomiarów sygnałów o bardzo małych poziomach. Zadaniem kolejnego stopnia preskalera/filtru LPF jest eliminacja wysokoczęstotliwościowych składowych mogących zakłócać wyniki pomiarów sygnału badanego. Przemiatanie częstotliwości jest realizowane przez mieszacz (mikser) i lokalny generator VCO (generator strojony napięciem). Współpracuje on z generatorem przebiegu piłokształtnego, który wyznacza zakres pomiaru (Span). Na wyjściu mieszacza powstaje szereg produktów będących sumami i różnicami częstotliwości wszystkich składników widma sygnału wejściowego i częstotliwości modulującej. Są one selekcjonowane przez filtr pośredniej częstotliwości (częściej nazywany filtrem RBW Resolution Bandwidth). Dzieje się tak dlatego, że do stałego obszaru działania filtru "wpadają" kolejne składowe widma, dla których różnica aktualnej częstotliwości modulującej i częstotliwości tych składowych jest równa częstotliwości przepustowej filtru RBW. W praktyce mechanizm ten jest o wiele bardziej skomplikowany, gdyż w analizatorach stosowana jest zwykle wielokrotna przemiana częstotliwości. Przyglądając się amplitudom poszczególnych składników widma wybieranych filtrem RBW, można zauważyć, że obwiednia tak wytwarzanego przebiegu odpowiada widmu mierzonego sygnału. Pozostaje więc już tylko detekcja tej obwiedni i odpowiednie jej odfiltrowanie. Od pracy detektora uzależniona jest interpretacja wyników. Można go ustawiać tak, by były mierzone wartości szczytowe (Pos Peak), średnie (Voltage Avg) lub skuteczne (RMS Avg).

Podstawowym narzędziem pomiarowym są markery (mogą być 4 aktywne). Są one przydatne również w niektórych funkcjach pomiarowych zaimplementowanych w oprogramowaniu firmowym analizatora.

Funkcje pomiarowe

- ACP - Adjacent Channel Power. Moc w kanale sąsiednim. Obliczana jest niezależnie moc w dolnym i górnym kanale sąsiednim.

- Chan Pwr - Channel Power. Moc w kanale. Wyznaczana jest ponadto gęstość mocy [dBm/Hz].

- OBW - Occupied Bandwidth. Pasmo zajmowane. Pomiar pozwala określić przedział częstotliwości zawierający się w mierzonym zakresie, w którym mieści się określony przez użytkownika procent mocy z całego zakresu. Dla wąskich kanałów pasmo to będzie oczywiście węższe niż dla kanałów szerokich.

- EBW - Emission Bandwidth. Pasmo emisji. Pasmo, w którym poziom sygnału spada o x decybeli w stosunku do maksimum. Podczas pomiaru analizator najpierw to maksimum wyznacza, a następnie określa częstotliwości dolną i górną, odpowiadających zadanemu spadkowi poziomu oraz oblicza szerokość tak uzyskanego pasma.

- C/N Ratio - Carier/Noise Power Ratio. Stosunek mocy nośnej do mocy szumu.

- Harmo Dist- Harmonic Distortion – Zniekształcenia harmoniczne. Pomiar obejmuje 10. harmoniczną.

- TOI - Third-order Intercept – Zniekształcenia intermodulacyjne 3 rzędu.

- 2FSK - Pomiar amplitud pików oraz dewiacji częstotliwości i przesunięć nośnych dla 3 par sygnałów 2FSK.



W analizatorze dostępna jest ponadto funkcja Pass/Fail umożliwiająca wykonywanie pomiarów z maskami wyznaczającymi dopuszczalne zakresy poziomów sygnału w określonych przedziałach częstotliwości.

Wbudowany demodulator jest wykorzystywany do podsłuchiwania stacji radiowych nadających z modulacją AM lub FM.

Jak w każdym współczesnym przyrządzie pomiarowym możliwe jest zapisywanie pomiarów, zrzutów ekranowych i nastaw w pamięci USB lub wewnętrznej pamięci Flash. Analizator jest przystosowany do współpracy z modułem demonstracyjnym RF Demo Kit TX1000 Rigola. Interfejsy USB i LAN są wykorzystywane do komunikacji z komputerem. Urządzenie może być sterowane i programowane z aplikacji zewnętrznych, m.in. poprzez sieć.