Tất cả các thông tin cần biết về máy phân tích phổ

Tất cả các thông tin cần biết về máy phân tích phổ

 Giới thiệu

      Máy phân tích phổ là một thiết bị rất phổ biến hiện nay, máy phân tích phổ được dùng để phân tích tín hiệu truyền qua bởi hệ thống hoặc thiết bị cá nhân, đo cường độ của tín hiệu đầu vào so với tần số trong dải tần đầy đủ của thiết bị.Công dụng chính là đo công suất của phổ của các tín hiệu đã biết và chưa biết.

Các loại máy phân tích phổ chính

      Máy phân tích phổ có thể được chia theo 3 loại cơ bản dựa trên kiến ​​trúc của chúng – Máy phân tích phổ Swept (SA) và Máy phân tích tín hiệu vectơ (VSA) và Máy phân tích phổ thời gian thực (RSA).

Máy phân tích phổ Swept (Swept Spectrum Analyzers)

       Máy phân tích phổ Swept xây dựng theo kiến ​​trúc truyền thống và phù hợp nhất để quan sát các tín hiệu tĩnh. SA thực hiện các phép đo công suất so sánh với tần số bằng cách chuyển đổi lên xuống tín hiệu cần quan tâm và quét nó qua băng thông của bộ lọc băng thông phân giải (RBW). Bộ lọc RBW được theo sau bởi một bộ dò tính toán biên độ tại mỗi điểm tần số trong khoảng đã chọn. Mặc dù phương pháp này có thể cung cấp dải động cao, nhưng nhược điểm của nó là chỉ có thể tính toán dữ liệu biên độ cho một điểm tần số tại một thời điểm. Do đó, các phép đo chỉ có giá trị đối với các tín hiệu đầu vào tương đối ổn định, không thay đổi. Do đó, các phép đo chỉ có giá trị đối với các tín hiệu đầu vào tương đối ổn định, không thay đổi.

Máy phân tích tín hiệu vector (Vector Signal Analyzers)

Việc phân tích tín hiệu yêu cầu các phép đo vectơ phải cung cấp cả thông tin cường độ và pha. VSA số hóa tất cả công suất RF trong băng thông của thiết bị và đặt dạng sóng đã được số hóa vào bộ nhớ. Dạng sóng trong bộ nhớ chứa cả thông tin cường độ và pha có thể được sử dụng bởi Xử lý tín hiệu số (DSP) điều chế, đo hoặc hiển thị. Mặc dù VSA đã thêm khả năng lưu trữ các dạng sóng trong bộ nhớ, nhưng nó bị giới hạn trong khả năng phân tích các sự kiện nhất thời. Các sự kiện đơn lẻ hoặc không thường xuyên sảy ra không thể được phát hiện, vì vậy việc kích hoạt bên ngoài có thể cần thiết và đòi hỏi kiến ​​thức. Những hạn chế khác của VSA bao gồm những thách thức trong việc phân tách các tín hiệu yếu với những tín hiệu lớn hơn và các tín hiệu thay đổi tần số nhưng không thay  đổi biên độ.

Máy phân tích phổ thời gian thực (Real-time Spectrum Analyzers )

 Máy phân tích phổ thời gian thực RSA thực hiện phân tích tín hiệu bằng cách xử lý tín hiệu kỹ thuật số thời gian thực (DSP) được thực hiện trước khi lưu trữ vào trong bộ nhớ điều này trái ngược với xử lý sau khi lưu lại điều đó lại là phổ biến trong kiến trúc VSA.

Sự khác biệt giữa máy phân tích phổ và máy hiện sóng là gì ?

         Máy hiện sóng và máy phân tích quang phổ là hai trong số những dụng cụ quan trọng nhất trong bất kỳ phòng thí nghiệm điện tử nào. Nói một cách đơn giản, máy phân tích phổ được sử dụng để đo thông tin tần số trên một tín hiệu, trong khi máy hiện sóng được sử dụng để đo thông tin thời gian xung quanh một tín hiệu. Tuy nhiên, trong thực tế, bản chất của tín hiệu không thể dự đoán trước, vì vậy việc sử dụng cả hai công cụ sẽ cho phép xác định đúng đặc tính của tín hiệu. Ngoài ra có các máy phân tích phổ có cả hai công cụ trong một để cho phép đo lường toàn diện hơn về tín hiệu hoặc tính di động trong một số trường hợp nhất định.

Máy phân tích quang phổ đo gì ?

Máy phân tích phổ được sử dụng cho nhiều phép đo bao gồm:

• Các đặc tính đáp ứng tần số, nhiễu và biến dạng của tất cả các loại mạch điện tử tần số vô tuyến.
• Các nguồn gây nhiễu và băng thông bị chiếm trong viễn thông.
• Kiểm tra thử nghiệm EMC

Ngoài ra máy phân tích phổ cũng có thể được sử dụng cho các kỹ thuật đo lường khác liên quan đến việc để kiểm tra sóng hài của các tín hiệu âm thanh.

Tại sao phải sử dụng Máy phân tích phổ ?

Với thách thức đặc trưng của các thiết bị RF ngày nay, cần phải hiểu tần số, biên độ và các tham số điều chế tần số hoạt động trong khoảng thời gian ngắn và dài.

Kiến trúc của Máy phân tích phổ thời gian thực (RTSA) được thiết kế để khắc phục các giới hạn đo lường của SA và VSA nhằm giải quyết tốt hơn các thách thức liên quan đến tín hiệu RF động và tức thời. Bộ phân tích phổ thời gian thực thực hiện phân tích tín hiệu bằng cách sử dụng xử lý tín hiệu kỹ thuật số thời gian thực (DSP) được thực hiện trước khi lưu trữ trong bộ nhớ. Xử lý thời gian thực cho phép người dùng khám phá các sự kiện sảy ra mà không thể nhìn thấy đối với các thiết bị khác và kích hoạt các sự kiện đó cho phép ghi lại có chọn lọc vào bộ nhớ. Dữ liệu trong bộ nhớ sau đó có thể được phân tích rộng rãi trong nhiều lĩnh vực bằng cách sử dụng xử lý hàng loạt.

Máy phân tích phổ hoạt động như thế nào?

     Máy phân tích phổ RSA hiện đại có thể thu được một băng thông hoặc độ rộng. Trọng tâm của khả năng này là một bộ chuyển đổi tần số RF, theo sau là phần tần số trung gian băng thông rộng (IF). ADC số hóa tín hiệu IF và hệ thống thực hiện tất cả các công việc tiếp theo bằng kỹ thuật số. Các thuật toán DSP thực hiện tất cả các chức năng  phân tích tín hiệu.

Đối với phân tích phổ thời gian thực, tất cả thông tin có trong khoảng thời gian làm việc phải được xử lý liên tục  mà không bị gián đoạn.

• Băng thông đủ để hỗ trợ phân tích tín hiệu đang xử lí
• Tốc độ xung nhịp ADC đủ cao để vượt quá tiêu chí Nyquist cho băng thông thu
• Khoảng thời gian phân tích đủ dài
• Tốc độ biến đổi DFT đủ nhanh để vượt quá tiêu chí Nyquist cho RBW đang xử lí

Những ứng dụng sử dụng máy phân tích phổ ?

Cho dù bạn đang làm việc ở xí nghiệp bên ngoài hay trong phòng thí nghiệm thì một máy phân tích phổ thời gian thực có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng như: truyền thông điện thoại và dữ liệu (như đài phát thanh di động hoặc truyền thông vô tuyến).

Xem thêm sản phẩm máy phân tích phổ máy phân tích phổ