Analizzatore di spettro come si usa

Analizzatore di spettro pdf

Un analizzatore di spettro misura l’ampiezza di un segnale d’ingresso rispetto alla frequenza entro l’intera gamma di frequenza dello strumento. L’uso principale è quello di misurare la potenza dello spettro di segnali noti e sconosciuti. Il segnale di ingresso che gli analizzatori di spettro più comuni misurano è elettrico; tuttavia, le composizioni spettrali di altri segnali, come le onde di pressione acustica e le onde di luce ottica, possono essere considerate attraverso l’uso di un trasduttore appropriato. Esistono anche analizzatori di spettro per altri tipi di segnali, come gli analizzatori di spettro ottici che utilizzano tecniche ottiche dirette come un monocromatore per effettuare le misure.

Analizzando gli spettri dei segnali elettrici, si possono osservare la frequenza dominante, la potenza, la distorsione, le armoniche, la larghezza di banda e altre componenti spettrali di un segnale che non sono facilmente rilevabili nelle forme d’onda nel dominio del tempo. Questi parametri sono utili nella caratterizzazione dei dispositivi elettronici, come i trasmettitori wireless.

Il display di un analizzatore di spettro ha la frequenza sull’asse orizzontale e l’ampiezza visualizzata sull’asse verticale. All’osservatore casuale, un analizzatore di spettro sembra un oscilloscopio e, infatti, alcuni strumenti di laboratorio possono funzionare sia come un oscilloscopio che come un analizzatore di spettro.

Come usare l’app analizzatore di spettro

Gli analizzatori di spettro sono strumenti di prova ampiamente utilizzati per le applicazioni in cui sono necessari test RF: nella progettazione RF, nella progettazione generale di circuiti elettronici, nei test; nella produzione di elettronica; nell’assistenza e riparazione di base, e sempre più nell’installazione e nell’assistenza sul campo.

Come indica il nome analizzatore di spettro, questo tipo di apparecchiatura di prova fornisce informazioni sullo spettro di un segnale. Poiché i segnali su diverse frequenze possono essere visti, permette di visualizzare i segnali spuri e lo spettro delle forme d’onda complesse di oggi per indagare se rientrano nei limiti richiesti su diverse frequenze.

Anche se gli analizzatori di spettro sono stati tradizionalmente elementi di apparecchiature di prova da banco stand-alone, sono disponibili analizzatori PXI, VXI o simili montati su rack insieme agli analizzatori di spettro USB. Anche gli strumenti di prova da banco hanno la capacità di collegarsi ai computer in modo che possano essere controllati da loro e anche i loro risultati analizzati in modo più dettagliato.

L’elemento più comunemente usato dell’attrezzatura di prova che visualizza le forme d’onda è l’oscilloscopio. Questo strumento di prova visualizza i segnali in quello che viene definito il dominio del tempo, cioè l’ampiezza contro il tempo. L’oscilloscopio è uno degli strumenti di prova fondamentali per qualsiasi laboratorio di progettazione o test RF e permette di visualizzare molte forme d’onda e di analizzare le prestazioni di circuiti, moduli e apparecchiature.

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Una volta completato, il progetto demo visualizzerà i dati audio in entrata come un analizzatore di spettro bidimensionale nel dominio della frequenza (asse x) e dell’ampiezza (asse y). I valori visualizzati sullo schermo saranno aggiornati 30 volte al secondo e la finestra in qualsiasi momento può avere un aspetto simile a questo:

Come visto in Tutorial: La trasformata veloce di Fourier La trasformata veloce di Fourier ci permette di convertire un segnale nel dominio del tempo in quello della frequenza per elaborare le singole componenti di frequenza di un certo segnale.

Tuttavia una limitazione della trasformata di Fourier è che quando viene applicata durante intervalli di tempo finiti come nei blocchi di buffer audio delle applicazioni audio, la trasformazione manifesta ciò che chiamiamo perdita spettrale, dove nuove componenti di frequenza iniziano ad apparire su ogni lato della frequenza in questione. Questo è dovuto al fatto che la porzione campionata del segnale può non atterrare su un periodo naturale della forma d’onda che essenzialmente tronca il segnale.

La perdita spettrale è particolarmente problematica quando si analizzano due sinusoidi con frequenze simili e ampiezze simili, così come due sinusoidi con frequenze dissimili e ampiezze dissimili. Quando le sinusoidi hanno frequenze e ampiezze vicine, il leakage può renderle indistinguibili l’una dall’altra. D’altra parte, se le sinusoidi hanno frequenze e ampiezze lontane, la perdita dalla componente più forte può mascherare l’esistenza della più debole.

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Gli analizzatori di spettro sono utilizzati per visualizzare i segnali analogici catturati nel dominio della frequenza. Questa guida spiega l’uso dello strumento Analizzatore di spettro di WaveForms. Questo strumento viene anche chiamato Spettro all’interno di WaveForms.

Probabilmente avete familiarità con l’osservazione dei segnali sull’immagine di un oscilloscopio, che traccia la grandezza del segnale sull’asse y (verticale) e il tempo sull’asse x (orizzontale). Con questi grafici, il cambiamento nella forza del segnale nel tempo può essere visto chiaramente. Questo non dovrebbe essere una sorpresa.

Un altro modo di visualizzare un grafico è nel dominio della frequenza. L’asse y rappresenta ancora la grandezza, ma le frequenze sono tracciate sull’asse x invece del tempo. Ora possiamo vedere come la grandezza di un segnale cambia con la frequenza di quel segnale, indipendentemente da quando nel tempo ci troviamo a interagire con quel segnale.

L’analizzatore di spettro legge semplicemente ogni singola frequenza all’interno della finestra di acquisizione dati. Inizia dalla frequenza più bassa, legge l’intensità del segnale a quella frequenza, visualizza il valore sul grafico, poi si sposta un po’ più in alto alla frequenza successiva. Lo fa molte volte al secondo, quindi tutto ciò che vedete è un’immagine costantemente fluttuante, con picchi in cui avete un segnale più forte a quella frequenza. Il numero di campioni che prende al secondo, la risoluzione dei dati letti, l’ampiezza della finestra di acquisizione, ecc, sono tutte variabili che possono essere regolate in tempo reale in modo da ottenere i dati più chiari.