Мир современных электронных устройств вошел в эру нанотехнологий и сверхвысокочастотных излучений. В СВЧ-диапазоне ныне работают как сложнейшие радиолокационные комплексы самолетов, вертолетов и ракет, так и получившие широкое распространение в быту системы беспроводной связи Wi-Fi и даже Bluetoth [1].
Анализаторы спектра обеспечивают синхронизацию по радиосигналам и по тем или иным событиям в них, быстрое оконное преобразование Фурье, дискретизацию и запоминание текущего спектра, просмотр спектра в заданном частотном диапазоне, выявление особенностей модуляции радиосигналов, построение специальных спектров и спектрограмм в реальном масштабе времени, выявление различных нестабильностей спектра [2].
Рассмотрим некоторые отечественные и импортные анализаторы спектра [1].
Анализатор спектра СК-4 Белан (рисунок 1).
Рис. 1. Анализатор спектра СК-4 Белан
Выполнен на современной зарубежной элементной базе эта модель мало уступает образцам начала этого века. Прибор оснащен встроенным источником автономного питания, что позволяет использовать его в полевых условиях. Цена прибора около 166000рублей, что примерно вдвое меньше цены зарубежных аналогов такого класса.
СК-4 Белан имеет следующие параметры:
– Диапазон рабочих частот 10 кГц — 2 ГГц;
– Точность задания центральной частоты для анализа ±10 Гц во всем рабочем диапазоне;
– Есть возможность управления от компьютера по RS-232 порту;
– Точность измерения амплитуды сигнала ±2 дБ;
– Вес со встроенным аккумулятором — 9.5 кг.
Анализатор спектра СК4-Белан 32 (рисунок 2).
Рис. 2. Анализатор спектра СК4-Белан 32
Это первый отечественный прибор, который по заявлениям производителя не уступает по своим рабочим характеристикам импортным аналогам.
Технические параметры прибора следующие:
– Диапазон рабочих частот 9 кГц — 3.2 ГГц;
– Измерение уровней от +30 дБм до -135дБм. При измерении амплитуды -135 дБм типичное соотношение сигнал-шум составляет 15 дБ;
– Фильтры 200 Гц, 9 кГц, 120 кГц;
– Абсолютная погрешность измерения уровня не более ±1.5 дБ;
– Широкий выбор детекторов: СКЗ, максимум, минимум, нормальный, квазипиковый;
Анализатор СК4-Белан 32 позволяет производить следующие автоматические измерения: мощности канала, ширины занятой полосы, мощности гармоник, коэффициенты нелинейных искажений, фазовых шумов. К тому же стандартно поставляется ПО для измерения фазовых шумов — дорогостоящая опция у импортных аналогов.
Анализатор спектра фирмы Nex1.
Фирма Nex1 выпускает ряд настольных цифровых анализаторов спектра (рисунок 3) с широким диапазоном частот обзора — до 26 ГГц.
Рис. 3. Внешний вид анализатора спектра NEX1 Future
Краткие характеристики анализаторов спектра:
– Полностью синтезированные анализаторы спектра с диапазоном частот до 27 ГГц;
– Фильтры полос пропускания от 10 Гц до 3 МГц;
– Встроенный следящий генератор;
– Режим приемника с ФМ- и ФМ- демодуляторами;
– Квазипиковый детектор и фильтры ЭМС
– Режим частотомера;
– Интерфейс GPIB.
Рассмотрим некоторые современные анализаторы спектр. Анализатор спектра Rigol DSA705 [3].
Анализатор спектра фирмы Rigol модель DSA705 (рисунок 4) имеет хорошее соотношение цены и качества при анализе спектра. Имеет широкий ряд возможностей: расширенное измерение мощности, гармоник, шумов и искажений, электромагнитных импульсов и т. д.
Рис. 4. Анализатор спектра Rigol DSA705
Краткие характеристики:
– Диапазон частот от 100 кГц до 500 МГц;
– Фильтры полос пропускания от 100 Гц до 1 МГц с шагом 1–3-10;
– Полоса пропускания видео 1 Гц … 3 МГц;
– Усиление 100 кГц…1 ГГц20 дБ (штатно);
– Диапазон измерения 202 кГц;
– Скорость измерения 650 спектр/с;
– Тип детектора: Обычный, положительный пиковый, отрицательный пиковый, выборка, среднеквадратичное значение, среднее значение напряжения Квази-пиковый (опция DSA800-EMI).
Цифровой анализатор спектра российского производства АКИП-4205/1 [3].
АКИП-4205/1 (рисунок 5) работает в частотном интервале от 9 кГц до 2,1 ГГц. Среднее значение его собственных шумов составляет не более -146 дБм. Фазовый шум имеет показатель от -115 дБн/Гц при отстройке частоты на 10 МГц по отношению к несущей 1 ГГц. Погрешность измерения амплитуды допускается не более 0,7 дБ. Разрешение полосы пропускания равно 10 Гц. Прибор оборудован встроенным предусилителем и оснащен возможностью проведения маркерных измерений.
Рис. 5. Отечественный анализатор спектра АКИП-4205/1
Дополнительные опции и возможности:
– трекинг генератор, функционирующий в частотном интервале от 100 кГц до 2100 МГц;
– электромагнитная совместимость с полосой пропускания преобразователя частот 200 Гц, 9 кГц и 120 кГц (-6 дБ) и квазипиковым детектором;
– рефлектометр, проводящий измерения коэффициента стоячей волны (VSWR) и коэффициента затухания (обратных потерь);
– также возможность измерения мощности в канале, соотношения мощностей в примыкающих каналах, мощности во временной зоне, ширины занимаемой полосы частот.
Цифровые анализаторы широко применяются в различных областях обработки сигналов, несмотря на их высокую стоимость, начиная от цены презентабельного телефона до цены средней квартиры. Но эти анализаторы имеют уникальные возможности. Перспективным направлением в улучшении цифровых анализаторов является увеличение полосы пропускания, чувствительности и динамический диапазон, также немаловажными параметрами являются вес и габариты.
Литература:
- Афонский А. А., Дьяконов В. П. Цифровые анализаторы спектра, сигналов и логики; М.: Солон-Пресс 2009. — 248 с.: ил.
- Дьяконов В. П. Современные цифровые анализаторы спектра // Компоненты и технологии. — 2010. — № 5. — С. 185–195.
- Анализаторы спектра: цифровые, usb, портативные. // Макспрофит научно-производственный центр. URL: http://www.mprofit.ru/catalog164p0_2.htm (дата обращения: 20.06.2018).
