Alat Ukur Signal Analyzer – Signal analyzer adalah instrumen yang mengukur besar dan fase sinyal input pada frekuensi tunggal dalam bandwidth IF instrumen. Ini menggunakan teknik digital untuk mengekstrak informasi berguna yang dibawa oleh sinyal listrik.
Alat Ukur Signal Analyzer
elec-toolbox – Dalam penggunaan umum istilah ini terkait dengan penganalisis spektrum dan Signal analyzer vektor . Sementara penganalisis spektrum mengukur amplitudo atau besarnya sinyal, Signal analyzer dengan perangkat lunak atau pemrograman yang sesuai dapat mengukur segala aspek sinyal seperti modulasi . Signal analyzer frekuensi tinggi saat ini mencapai kinerja yang baik dengan mengoptimalkan keduanyaujung depan analog dan ujung belakang digital .
Baca Juga : Alat Ukur Transistor Tester
Penganalisis spektrum adalah perangkat yang mengukur dan menampilkan amplitudo sinyal (kekuatan) karena bervariasi menurut frekuensi dalam rentang frekuensinya (spektrum). Frekuensi muncul pada sumbu horizontal (X), dan amplitudo ditampilkan pada sumbu vertikal (Y). Ini terlihat seperti osiloskop , dan pada kenyataannya, beberapa perangkat dapat berfungsi sebagai osiloskop atau penganalisis spektrum.
Pentingnya penganalisis spektrum
Sinyal frekuensi radio ( RF ) dan komunikasi nirkabel ada di mana-mana saat ini berkat Wi-Fi , jaringan dan komunikasi seluler, sensor perangkat internet nirkabel , radio tradisional, RADAR, dan lainnya. Untuk menguji dan merancang sirkuit dan sistem seperti itu, akan berguna untuk melihat seluruh spektrum sinyal dan faktor lain seperti sinyal palsu, noise , lebar sinyal termodulasi, dll.
Perangkat seperti penganalisis spektrum tersapu dan Signal analyzer vektor tidak menyediakan kemampuan seperti itu. Juga, mereka hanya menyediakan snapshot dari sinyal baik dalam domain frekuensi atau modulasi, yang tidak dapat menggambarkan sifat dinamis dan transien dari sinyal RF modern. Di sinilah penganalisis spektrum yang berharga.
Apa yang diukur oleh penganalisis spektrum?
Sebuah penganalisis spektrum menampilkan spektrum amplitudo sinyal pada frekuensi yang berbeda. Ini memungkinkan analisis yang menentukan apakah sinyal berada dalam batas yang diperlukan. Ini menampilkan sinyal palsu, bentuk gelombang kompleks , peristiwa durasi pendek yang langka, dan kebisingan. Penganalisis spektrum juga dapat menganalisis sinyal transien, menangkap transmisi burst dan gangguan, dan menunjukkan apakah sinyal yang lebih kuat menutupi sinyal yang lebih lemah.
Perangkat ini sering digunakan untuk memeriksa spektrum frekuensi dinamis RF modern dan sinyal audio yang berubah seiring waktu. Mereka menampilkan elemen individu dari sinyal dan kinerja sirkuit yang memproduksinya. Organisasi juga menggunakannya untuk menentukan modifikasi apa yang mungkin diperlukan untuk mengurangi interferensi dan dengan demikian meningkatkan kinerja sistem Wi-Fi dan perute nirkabel .
Teori operasi
Signal analyzer modern menggunakan penerima superheterodyne untuk mengubah sebagian spektrum sinyal untuk analisis. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di sebelah kanan, sinyal pertama kali diubah ke frekuensi menengah dan kemudian disaring untuk membatasi pita sinyal dan mencegah aliasing . Downconversion dapat beroperasi dalam mode sweep-tuned yang mirip dengan penganalisis spektrum tradisional , atau dalam mode fixed-tuned. Dalam mode fixed-tuned, rentang frekuensi yang dikonversi ke bawah tidak berubah dan output konverter turun kemudian didigitalkan .untuk analisis lebih lanjut.
Proses digitalisasi biasanya melibatkan in-phase/quadrature (I/Q) atau pengambilan sampel kompleks sehingga semua karakteristik sinyal dipertahankan, sebagai lawan dari pemrosesan hanya-besar dari penganalisis spektrum . Laju pengambilan sampel dari proses digitalisasi dapat bervariasi dalam kaitannya dengan rentang frekuensi yang dipertimbangkan atau (lebih khusus) sinyal dapat disampel ulang secara digital.
- Jenis penganalisis spektrum
- Ada beberapa jenis penganalisis spektrum.
- Swept-tuned atau superheterodyne
Penganalisis spektrum yang disetel-sapu, atau superheterodyne, mengubah bagian dari sinyal input ke frekuensi tengah filter bandpass dengan menjalankan osilator yang dikontrol tegangan di berbagai frekuensi. Ini memungkinkan rentang frekuensi penuh perangkat untuk dianalisis. Dalam hal ini, bandwidth resolusi terkait erat dengan bandwidth minimum yang dapat dideteksi oleh perangkat dan dikendalikan oleh filter bandpass. Bandwidth yang lebih kecil menghasilkan resolusi spektral yang lebih tinggi, dan sebaliknya.
Transformasi Fourier Cepat
Beberapa penganalisis spektrum digital menggunakan transformasi Fourier — cara menguraikan sinyal menjadi frekuensi individualnya. Alat analisa ini membutuhkan frekuensi sampling setidaknya dua kali bandwidth karena resolusi frekuensi adalah kebalikan dari waktu di mana gelombang diukur dan ditransformasikan Fourier.
Penganalisa waktu nyata
Penganalisis waktu nyata mengumpulkan bandwidth waktu nyata dan mengambil sampel spektrum RF yang masuk dalam rentang waktu terbatas, mengubah informasi menggunakan algoritma transformasi Fourier cepat (FFT). Karena ini adalah pengumpulan data waktu nyata, tidak ada waktu buta, dan tidak ada celah dalam spektrum RF yang dihitung.
Audio
Penganalisis spektrum juga dapat digunakan dalam spektrum audio, menampilkan tingkat volume pita frekuensi yang dapat didengar oleh manusia. Metode ini bertujuan untuk menganalisis harmonik suatu sinyal audio. Setelah dikenal sebagai penganalisis gelombang , penganalisis spektrum jenis ini banyak digunakan oleh para insinyur suara dan dapat berjalan di hampir semua komputer yang dilengkapi dengan kartu suara.
Penganalisis spektrum: Keuntungan dan kerugian
Dengan penganalisis yang disetel, ada tradeoff antara seberapa cepat tampilan dapat memperbarui rentang frekuensi dan resolusi penuh. Dengan sinyal lemah, pra-penguat diperlukan sebelum analisis. Penganalisis FFT dapat membebani kemampuan konverter analog-ke-digital. Mereka juga membutuhkan kekuatan pemrosesan yang signifikan, membatasi kemungkinan rentang frekuensi yang dapat dianalisis. Namun, penganalisis FFT real-time menawarkan resolusi yang baik dan mengurangi kesenjangan pengambilan sampel.
Bagaimana penganalisis spektrum bekerja
Dengan sebagian besar penganalisis spektrum, pengguna dapat mengatur frekuensi mulai dan berhenti, serta frekuensi tengah di tengah jalan. Ini juga merupakan sumbu untuk frekuensi yang digunakan untuk menentukan rentang, alias passband misalnya, rentang antara frekuensi mulai dan berhenti. Penganalisis spektrum mengukur tingkat kebisingan radio dan menganalisis seberapa dekat dua sinyal saat masih diselesaikan menjadi dua puncak yang terpisah.
Ini menggunakan skala linier untuk frekuensi sinyal dan skala logaritmik atau desibel untuk amplitudo. Yang terakhir memungkinkan perangkat untuk melihat dan menampilkan sinyal dengan perbedaan amplitudo yang besar pada layar yang sama.
Antarmuka penganalisis spektrum dapat dihubungkan ke penerima Komputer nirkabel atau pribadi untuk akuisisi visual dan analisis sinyal elektromagnetik melalui pita frekuensi yang ditentukan. Disebut penerimaan panoramik , ini dapat membantu menentukan frekuensi sumber interferensi ke peralatan jaringan nirkabel, seperti Wi-Fi dan router nirkabel.
Penganalisis spektrum waktu nyata memeriksa sinyal menggunakan pemrosesan sinyal digital waktu nyata ( DSP ), yang dilakukan sebelum disimpan dalam memori. Hal ini memungkinkan pengguna untuk menyelami sinyal lebih dalam dan menemukan peristiwa yang tidak terlihat oleh jenis perangkat lain. Mereka juga dapat melakukan pengkondisian sinyal dan kalibrasi dan menganalisis data secara ekstensif dalam memori menggunakan pemrosesan batch .
Dalam penganalisis spektrum waktu nyata, DSP dan prosesor kontrol yang mengontrol tampilan perangkat memberikan kemampuan canggih yang tidak dimiliki penganalisis spektrum dan Signal analyzer vektor. Mereka juga memungkinkan otomatisasi beberapa rutinitas.
Aplikasi penganalisis spektrum
Pada tampilan penganalisis spektrum, sinyal keluaran pada frekuensi selain frekuensi komunikasi yang dimaksudkan muncul sebagai garis vertikal (pips). Ini membuatnya berguna Tentukan apakah pemancar nirkabel berfungsi sesuai standar kemurnian emisi yang ditetapkan pemerintah, yaitu, apakah pemancar tetap berada dalam pita frekuensi yang dialokasikan dan tidak menyebabkan gangguan pada pita lain. Selain desain dan pengujian RF, penganalisis spektrum juga berguna untuk desain sirkuit elektronik serta manufaktur dan perbaikan elektronik.
Penganalisis spektrum waktu nyata sangat membantu untuk hal-hal berikut:
- Pengujian Wi-Fi
- komunikasi suara dan data, misalnya radio seluler
- video digital
- analisis uji radar
- perburuan gangguan
- manajemen spektrum sinyal
