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Was ist ein Radiospektrumanalysator??

Was ist ein Radiospektrumanalysator??
Signale sind überall um uns herum, aber wir sind uns ihrer Anwesenheit nicht bewusst, weil sie unsichtbar und nicht greifbar sind. Die häufigsten Arten, von denen wir hören, sind die elektrischen Signale, aber es gibt auch andere Arten wie optische und Audiosignale. Im Bereich der Elektronik ist die Messung dieser Signale notwendig, aber aufgrund ihrer nichtphysikalischen Natur auch eine Herausforderung. Aus diesem Grund wurden Testgeräte wie Spectrum Analyzer erfunden.

Es gibt Spektrumanalysatoren für verschiedene Arten von Signalen, aber dieser Artikel konzentriert sich hauptsächlich auf Radiofrequenz (RF) Spectrum Analyzer.

Was ist ein HF-Spektrumanalysator??

Ein HF-Spektrumanalysator ist ein weit verbreitetes Testinstrument, das die Leistung des Spektrums des Eingangssignals misst, indem es seine Amplitude, angezeigt auf der vertikalen Achse (y-Achse), gegenüber seiner Frequenz, angezeigt auf der horizontalen Achse (x-Achse) misst ). Die Ausgabe wird im Frequenzbereich angezeigt. Es liefert effektiv Einblicke in die HF-Leistung von Schaltungsmodulen oder -systemen, da mit den vom Analysator erhaltenen Signalinformationen die Art der vorhandenen Signale identifiziert und deren Frequenzen, Frequenzpegel und Amplitude gemessen werden können. Darüber hinaus können andere spektrale Komponenten eines Signals wie dominante Frequenz, Leistung, Verzerrung, Oberwellen und Bandbreite beobachtet werden.

Welche Arten von Spektrumanalysatoren gibt es??

Im Allgemeinen werden Spektrumanalysatoren in zwei Typen eingeteilt: der Swept-Tuned-Spektrumanalysator und der FFT-Spektrumanalysator. Spektrumanalysatoren haben sich jedoch im Laufe der Jahre in verschiedenen Formfaktoren weiterentwickelt und die Technologie kontinuierlich weiterentwickelt. Unabhängig von seinen Formfaktoren erfüllt es immer noch seinen Hauptzweck - das Frequenzspektrum eines beliebigen gegebenen Signals zu analysieren. Nachfolgend sind die verschiedenen Typen und Formfaktoren von Spektrumanalysatoren aufgeführt, die jeweils für unterschiedliche Anwendungen und Anwendungen gedacht sind.

Swept-Spektrum-Analysator. Der Swept-Typ, auch als Superheterodyn-Spektrumanalysator bekannt, ist die traditionelle und älteste Form des Spektrumanalysators. Die älteren Modelle basieren auf analogen Techniken und dienen seit vielen Jahren als Grundlage für Spektralanalysetests. Die meisten dieser Modelle sind bereits veraltet und werden durch moderne Arten von Swept-Spektrum-Analysatoren ersetzt, die digitale Techniken verwenden.

Digitaler FFT-Spektrumanalysator (Fast Fourier Transform). Wie der Name schon sagt, verwendet diese Art von Spektrumanalysator digitale Technologie, die analoge Signale mit FFT-Techniken in ihr digitales Format umwandelt. Kurz gesagt, FFT-Techniken verwenden einen mathematischen Prozess, um eine Wellenform in die Komponenten ihres Frequenzspektrums umzuwandeln.

Echtzeit-Spektrumanalysator. Dieser FFT-basierte Spektrumanalysator ist eine Mischung aus Swept- und FFT-Typ. Mit der Superheterodyn-Technik wandelt es das Signal zuerst auf eine niedrigere Frequenz um und verwendet dann FFT-Techniken, um das Signal zu analysieren. Die Manipulation von FFTs erfolgt schnell in Echtzeit, sodass keine Lücken und Informationen im berechneten HF-Spektrum übersehen werden. Darüber hinaus kann diese Art von Spektrumanalysator eingehende Signale in einem Zeitbereich (wie bei einem Oszilloskop) abtasten und mit dem FFT-Algorithmus in einen Frequenzbereich umwandeln. Es erfasst ein ganzes Frequenzband auf einmal, analysiert es und zeigt dann das Spektrum an.

PXI-Spektrumanalysator. PXI ist ein auf PCI eXtension Instrumentation basierender Standard und wird häufig für Testinstrumente, Datenerfassung und Steuerung verwendet. Wie der Name schon sagt, basiert dieser Typ von Spektrumanalysator auf dem PXI-Standard und kann daher in ein PXI-Rack integriert werden.

USB-Spektrumanalysator. Diese Art von Spektrumanalysator verwendet eine Spektrumanalysator-Software, um die Daten zu analysieren, zu speichern, anzuzeigen und wiederzugeben. Die Software wird auf einem Computer installiert, an den das Gerät über den USB-Anschluss angeschlossen ist. Dies ist tragbarer und kostengünstiger als Tisch-Spektrumanalysatoren, da nur die Erfassungshardware gekauft werden muss.

Handheld-Spektrumanalysator. Dies ist praktisch im Feld zur Überwachung von Funk- oder drahtlosen Übertragungen und zur Überprüfung der Eigenschaften des Spektrums. Dieser Spektrumanalysatortyp wird in kleinen Handheld-Formaten hergestellt und bietet nicht die gleiche Leistung und Leistungsfähigkeit wie die größeren Typen eines Spektrumanalysators.

Vernetzter Spektrumanalysator. Diese Art von Spektrumanalysator wird über den Ethernet-Port mit einem Netzwerk verbunden. Es überwacht Geräte in einem Netzwerk. Dies ist bei der Überwachung geografisch verteilter Geräte nützlich und wird normalerweise in Clustern installiert, um die gesamte Geographie der zu überwachenden Geräte abzudecken. Je größer die Geographie, desto mehr Spektrumanalysatoren werden benötigt.

Wofür werden Spektrumanalysatoren verwendet??

Spektrumanalysatoren werden hauptsächlich in Elektroniklabors zum Testen und Verifizieren der HF-Leistung verwendet. Sie werden hauptsächlich im HF-Design, im allgemeinen elektronischen Schaltungsdesign, in der Elektronikfertigung, im Basisservice und in der Reparatur sowie bei der Feldinstallation und dem Service eingesetzt.[1]

Allgemeine Aufgaben, für die Spektrumanalysatoren in einem Labor verwendet werden, sind:

Außerhalb des Labors haben Spektrumanalysatoren auch viele praktische Anwendungen wie das Debuggen von drahtlosen Netzwerken, das Testen von Modulations-/Kodierungstechniken, das Überwachen von Funksignalen und das Überprüfen der Antennenleistung, der HF-Verstärkerverstärkung, der Signalbandbreite und der Bandnutzung. Im Bereich von Mobilfunknetzen zum Beispiel äußerst nützlich, um Störungen zu lokalisieren und zu beseitigen. Insbesondere Handheld-Spektrumanalysatoren werden von Mobilfunknetzbetreibern zur Störungssuche verwendet, um ihnen bei der Einrichtung und Aufrechterhaltung von Netzwerksignalen zu helfen.

Es hat auch Verwendungen in anderen Wissenschaftsbereichen wie Astronomie, Geologie und Biochemie, unter anderem. Als Beispiel werden Spektrumanalysatoren verwendet, um die chemische Zusammensetzung von Materialien basierend auf dem spektralen Muster des Lichts in der Spektrometrie zu analysieren.

Obwohl ein Spektrumanalysator viele Verwendungszwecke hat, ist er nicht ein Werkzeug für jedermann. Um das Gerät zu bedienen, braucht es einen Fachmann, der versteht, wie es funktioniert und wie man die Eigenschaften eines Signals interpretiert. Nichtsdestotrotz ist es ein unverzichtbares Prüfgerät mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten, nicht nur im Bereich der Elektronik, sondern auch in anderen Wissenschaftsbereichen.

Quellen:

Was ist ein Spektrumanalysator: HF-Spektrumanalysator, Elektronik-Hinweise.com

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