اسپکتروم آنالایزر چیست؟

اسپکتروم آنالایزر چیست؟

پیرو مقاله ی تجهیزات آزمایشگاهی  یکی از پرکاربردترین تجهیزات، اسپکتروم آنالایزر است. این دستگاه سیگنال های الکتریکی را در حوزه فرکانس تجزیه و تحلیل می کند و از این جهت همواره مورد توجه مهندسان مخابرات بوده است. برای آشنایی بیشتر با این دستگاه ابتدا تعاریفی عمومی تر ارائه خواهیم کرد. امروزه با گسترش فناوری های ارتباطی و افزایش سرعت و ظرفیت توامان، شاهد پررنگ تر شدن مفهوم سیگنال های الکتریکی هستیم. سیگنال الکتریکی که سالیان زیادی از زمانی که به عنوان مفهومی انتزاعی تعریف شد، گذشته است، اکنون نقش اصلی را در پیشرفت های مخابراتی دارد به طوریکه دانشمندان با تمرکز بر روی مشخصات هر سیگنال، سعی در بهبود سرعت و افزایش راندمان سیستم های عموماً مخابراتی دارند. هر پیامی که بصورت الکترونیکی از موقعیتی به موقعیت دیگر ارسال می کنیم درواقع سیگنالی الکتریکی را فعال کرده ایم تا با رفتار خاصِ خود سرعت و ظرفیت مورد نظر ما را نسبت به زمان ارائه دهد. سیگنال های الکتریکی در بستر فرکانسی خود طبقه بندی و جاری می گردند. طیف فرکانس درست مانند یکصد هزار پروازی که هواپیماهای مختلف در آسمان کره زمین دارند بدون آن که مسیرشان با هم تداخل کند و قادرند تا با سرعت های مختلف کاربردهایی اعم از تفریحی، حمل و نقل عمومی و نیز نظامی را عرضه کنند. ازین رو شناخت مشخصه های رفتاری هر سیگنال، اندازه گیری و تحلیل آن ها برای مقوله هایی همچون نظارتی و یا آزمایشگاهی یک ضرورت مهم است.

طیف چیست؟

طیف مجموعه ای از موج ها است که ترکیبشان با یکدیگر باعث می شود بتوانیم یک سیگنال را در حوزه ی دامنه و زمان مورد بررسی قرار دهیم. 

چرا طیف را اندازه می گیریم ؟

اندازه گیری کمیت های یک طیف از این جهت  اهمیت دارد که ما را مطمئن می کند سیستم به نحو مطلوب کار می کند و اطلاعات به صورت دستی منتقل می شود، البته اندازه گیری و تحلیل طیف در اختر فیزیک معنی متفاوتی دارد.

اسپکتروم آنالایزر چه کمیت هایی را اندازه می گیرد؟

1. توان 
2. فرکانس 
3. مدولاسیون 
4. اعوجاج 
5. نویز 

کاربرد اسپکتروم آنالایزر چیست؟

1. موبایل
2. میکسر
3. فیلتر
4. امپلی فایر 
5. ماهواره 
6. VCO 

قسمت های مختلف یک اسپکتروم آنالایزر چه چیزهایی هستند؟

1. تضعیف کننده ی RF
2. فیلتر پایین گذر 
3. بهره ی IF
4. فیلترهای آنالوگ و دیجیتال 
5. آشکارساز 
6. صفحه نمایش 

انواع اسپکتروم آنالایزر کدامند؟ 

1.  swept-tuned spectrum analyzer
2. superhetrodyn spectrum analyzer 

طرز کار با اسپکتروم آنالایزر 

در همه ی تجهیزات آزمایشگاهی  اولین قسمتی که توجه شما را به خود جلب می‌کند ، صفحه نمایش آن است. علاوه بر آن، کلیدهای عملگر، کلیدهای کنترلی، پورت ورودی دستگاه برای اعمال سیگنال تحت آزمایش، و در مدل های جدیدتر پورت خروجی جهت تولید سیگنال آزمایشی، همچنین پورت‌های یو اس بی و چراغ‌های راهنما در بخش جلویی دستگاه وجود دارند. به محض اعمال سیگنال آزمایشی متوجه تغییر در سطح دامنه طیف فرکانس می شویم که به معنای آن است که سیگنال ورودی توان قابل توجهی دارد. حال باید با استفاده از کلیدهای عملگر فرکانس مرکزی را روی قله شکل موج تنظیم کرده و اندازه‌گیری‌هایی نظیر نویز فاز، توان سیگنال، پهنای باند و… را انجام داد.

مشخصات یک اسپکتروم آنالایزر خوب چیست؟

1. بیشترین سطح ورودی 
2. اندازه گیری رنج فرکانس 
3. دقت مناسب برای پهنای باند فرکانس 
4. روش های آشکارسازی مناسب
5. Dynamic range 
6. swip time  

هنگام خرید یک اسپکتروم آنالایزر به چه نکاتی باید توجه کنیم؟

نکته مهم در استفاده از اسپکتروم آنالایزر توجه به محدوده فرکانس کاری دستگاه موقع خرید و سپس انتخاب صحیح RBW یا پهنای باند تفکیک‌پذیری است. اسپکتروم آنالایزرها با افزایش محدوده فرکانس کاری نوسان قیمت شدیدی دارند، لذا اگر به فرکانس‌های بالا نیازی نداریم، انتخاب تجهیز با محدوده فرکانس کمتر و یا خریداسپکتروم آنالایزر دست دوم با قیمت مناسب همراه با گواهی کالیبراسیون معتبر می‌تواند انتخاب اقتصادی و مناسبی باشد. همچنین هنگام کار باید از انتخاب صحیح پهنای باند تفکیک‌پذیری مطمئن شویم، هرچه کمتر باشد دقت در تفکیک دو سیگنال کنار هم افزایش یافته اما سرعت محاسبات کمتر می‌شود.

علاوه بر موارد موق در خرید اسپکتروم باید به مواردی مانند محدوده رنج Span، رزولوشن فرکانس، رزولوشن فرکانس موج، رزولوشن پهنای باند RBW، نویز فاز Phase noise، ایزولاسیون DC ورودی، سایز صفحه مناسب، پورت های دسترسی  USB,LAN,GPIB ، فیلتر EMI، محدوده دمای کاری پایدار نیز دقت نمود.

مزیت های استفاده از اسپکتروم آنالایزر نسبت به سایر طیف سنج ها چیست؟ 

1. پهنای باند زیاد 
2. رنج فرکانسی بالایی را می تواند اندازه بگیرد 
3. قیمت مناسب 

معایب اسپکروم آنالایزر نسبت به سایر طیف سنج ها چیست؟ 

1.  فاز را نمی تواند اندازه بگیرد.
2. حالت گذرا را نمی تواند اندازه بگیرد.

تفاوت اوسیلوسکوپ با اسپکروم آنالایزر چیست؟

1. در حالی که اسیلوسکوپ سیگنال را در حوزه ی  زمان نشان می دهد، یک اسپکتروم آنالایزر آن را با توجه به فرکانس نشان می دهد.
2. برای یافتن تاخیر نسبی زمان بین دو سیگنال از اسیلوسکوپ استفاده کنیم.
3.  برای مشاهده خواص فرکانس سیگنال، به یک اسپکتروم آنالایزر نیاز است.

توجه:هرگونه کپی برداری از مقاله با ذکر منبع و ارائه ی لینک مقاله بلامانع است.