ההבדל בין מנתח ספקטרום לאוסילוסקופ

ההבדל בין מנתח ספקטרום לאוסילוסקופ

לא יכול היה להבחין ביןאוֹסְצִילוֹסקוּפּומנתח ספקטרוםלעתים קרובות מתבדחים, על מנת למנוע פגמים, מאמר זה מסכם בקצרה את ארבע הנקודות הבאות - עם רוחב פס בזמן אמת, טווח דינמי, רגישות, דיוק מדידת הספק, השווה את מחווני הביצועים של ניתוח אוסילוסקופ ומנתח ספקטרום כדי להבחין בין השניים.

1 רוחב פס בזמן אמת

עבור אוסילוסקופים, רוחב הפס הוא בדרך כלל טווח תדרי המדידה שלו. לנתח הספקטרום יש הגדרות רוחב פס כגון רוחב פס IF ורוחב פס רזולוציה. כאן, אנו דנים ברוחב הפס בזמן אמת שיכול לנתח את האות בזמן אמת.

עבור מנתחי ספקטרום, ניתן להשתמש ברוחב הפס של ה-IF האנלוגי הסופי כרוחב הפס בזמן אמת של ניתוח האותות שלו. רוחב הפס בזמן אמת של רוב ניתוחי הספקטרום הוא רק כמה מגה-הרץ, ורוחב הפס הרחב בזמן אמת הוא בדרך כלל עשרות מגה-הרץ. FSW רוחב הפס הרחב ביותר יכול להגיע ל-500 מגה-הרץ. רוחב הפס בזמן אמת של האוסילוסקופ הוא רוחב הפס האנלוגי האפקטיבי שלו לדגימה בזמן אמת, בדרך כלל מאות מגה-הרץ, ועד כמה גיגה-הרץ.

מה שצריך לציין כאן הוא שהכי בזמן אמתאוסילוסקופיםייתכן שלא יהיה אותו רוחב פס בזמן אמת כאשר הגדרת הקנה המידה האנכי שונה. כאשר הסולם האנכי מוגדר לרגיש ביותר, רוחב הפס בזמן אמת יורד בדרך כלל.

במונחים של רוחב פס בזמן אמת, האוסילוסקופ בדרך כלל טוב יותר מנתח הספקטרום, מה שמועיל במיוחד עבור ניתוח אותות אולטרה רחב פס, במיוחד בניתוח אפנון יש יתרונות שאין שני להם.

2 טווח דינמי

מחוון הטווח הדינמי משתנה בהתאם להגדרתו. במקרים רבים, הטווח הדינמי מתואר כהפרש הרמות בין האות המקסימלי והמינימלי הנמדד על ידי המכשיר. בעת שינוי הגדרות המדידה, היכולת של המכשיר למדוד אותות גדולים וקטנים שונה. לדוגמה, אם מנתח הספקטרום אינו זהה בהגדרות הנחתה, העיוות הנגרם על ידי מדידת אותות גדולים אינו זהה. כאן, אנו דנים ביכולת של המכשיר למדוד אותות גדולים וקטנים בו-זמנית, כלומר, הטווח הדינמי האופטימלי של האוסילוסקופ ומנתח הספקטרום בהגדרות מתאימות מבלי לשנות הגדרות מדידה כלשהן.

עבור מנתחי ספקטרום, רמת הרעש הממוצעת, עיוות מסדר שני ועיוות מסדר שלישי הם הגורמים החשובים ביותר המגבילים את הטווח הדינמי מבלי להתחשב ברעש הקרוב ובמצבים מזויפים כגון רעש פאזה. החישוב מבוסס על המפרטים של מנתחי הספקטרום המרכזיים. הטווח הדינמי האידיאלי שלו הוא כ-90dB (מוגבל על ידי עיוות מסדר שני).

רוב האוסילוסקופים מוגבלים על ידי מספר סיביות הדגימה של AD ורצפת הרעש. הטווח הדינמי האידיאלי של אוסילוסקופים מסורתיים בדרך כלל אינו עולה על 50dB. (עבור אוסילוסקופים R&S RTO, הטווח הדינמי יכול להיות גבוה כמו 86dB ב-100KHz RBW)

במונחים של טווח דינמי, מנתחי ספקטרום עדיפים על אוסילוסקופים. עם זאת, יש לציין כאן שזה נכון לגבי ניתוח הספקטרום של האות. עם זאת, ספקטרום התדרים של האוסילוסקופ הוא אותם נתוני מסגרת. הספקטרום של מנתח הספקטרום אינו אותם נתוני מסגרת ברוב המקרים, ולכן עבור האות החולף, ייתכן שמנתח הספקטרום לא יוכל למדוד אותו. ההסתברות שאוסילוסקופ ימצא אותות חולפים (כאשר האות עומד בטווח הדינמי) היא הרבה יותר גדולה.

3 רגישות

הרגישות הנדונה כאן מתייחסת לרמת האות המינימלי שהאוסילוסקופ ומנתח הספקטרום יכולים לבדוק. מחוון זה קשור קשר הדוק להגדרות המכשיר.

עבור אוסילוסקופ, כאשר האוסילוסקופ מוגדר למיקום הרגיש ביותר על ציר ה-Y, בדרך כלל האוסילוסקופ יכול למדוד את האות המינימלי ב-1mV/div. מלבד אי-התאמה של יציאות, הרעש והעקבות שנוצרו על ידי ערוץ האותות של האוסילוסקופ אינם. הרעש הנגרם מיציבות הוא הגורם החשוב ביותר המגביל את רגישות האוסילוסקופ.

4 דיוק מדידת הספק

עבור ניתוח תחום תדרים, דיוק מדידת הספק הוא אינדיקטור טכני חשוב מאוד. בין אם זה אוסילוסקופ או מנתח ספקטרום, מידת ההשפעה על דיוק מדידת ההספק היא גדולה מאוד. להלן ההשפעות העיקריות:

עבור אוסילוסקופים, ההשפעה של דיוק מדידת ההספק היא: אי התאמה של יציאות הנגרמת על ידי השתקפות, שגיאת מערכת אנכית, תגובת תדר, שגיאת קוונטיזציה AD, שגיאת אות כיול.

עבור מנתח הספקטרום, ההשפעה של דיוק מדידת ההספק היא: אי התאמה של יציאה שנגרמה על ידי השתקפות, שגיאת רמת ייחוס, שגיאת מחליש, שגיאת המרת רוחב פס, תגובת תדר, שגיאת אות כיול.

כאן, איננו מנתחים ומשווים את כמויות ההשפעה בזה אחר זה. אנו משווים את מדידת ההספק של אות תדר 1GHz. באמצעות השוואת מדידה בין אוסילוסקופ RTO לנתח הספקטרום FSW, אנו יכולים לראות שערכי מדידת ההספק של האוסילוסקופ ומנתח הספקטרום הם ב-1GHz. רק הבדל של בערך 0.2dB, זהו מחוון דיוק מדידה טוב מאוד. מכיוון שדיוק המדידה של מנתח הספקטרום ב-1GHz טוב מאוד.

בנוסף, בתחום התדרים, גם תגובת התדרים של האוסילוסקופ טובה מאוד, ואינה עולה על 0.5dB בטווח 4GHz. מנקודת מבט זו, האוסילוסקופ אפילו טוב יותר מביצועי מנתח הספקטרום.

באופן כללי, לאוסילוסקופים ולמנתחי ספקטרום יש יתרונות משלהם בביצועי ניתוח תחום התדרים. מנתחי ספקטרום עדיפים מבחינת רגישות ואינדיקטורים טכניים אחרים. אוסילוסקופים עדיפים על מנתחי ספקטרום ברוחב פס בזמן אמת. בעת מדידת סוגים שונים של אותות, ניתן לבחור בהתאם לדרישות הבדיקה ולמאפיינים הטכניים השונים של המכשיר.