„Spektralanalysator“ – Versionsunterschied
| [ungesichtete Version] | [gesichtete Version] |
Inhalt gelöscht Inhalt hinzugefügt
Lemma verschoben, s.dort |
|||
| (21 dazwischenliegende Versionen von 15 Benutzern werden nicht angezeigt) | |||
| Zeile 1: | Zeile 1: | ||
#REDIRECT [[Spektrumanalysator]] |
|||
Ein Spektralanalysator ist ein [[elektronisch|elektronisches]] [[Messgerät]] zur Darstellung von elektrischen Größen im Frequenzbereich. Der Spektralanalysator ist ein [[Spektrometer]] für [[elektromagnetische Wellen]] mit einer Frequenz tiefer als 300 GHz. Es gibt FFT-Analysatoren und Analysatoren nach dem Prinzip des [[Überlagerungsempfänger]]s. Er ist damit das Gegenstück zum [[Oszilloskop]], das Spannungen im Zeitbereich darstellt. Der Spektralanalysator stellt einen Verlaufs[[graph]]en auf einem [[Bildschirm]] dar, wobei üblicherweise die (horizontale) X-[[Achse]] die [[Frequenz]]achse ist und die [[Amplitude|Amplituden]] auf der (vertikalen) Y-Achse abgebildet werden. Das so entstehende Bild wird als [[Spektrum]] bezeichnet. |
|||
== FFT-Analysator == |
|||
Das Spektrum eines [[Signal]]s ist bereits eindeutig durch dessen Zeitverlauf festgelegt. Zeit- und Frequenzbereich sind dabei durch die [[Fourier-Transformation]] miteinander verknüpft. Es läßt sich daher aus einem im Zeitbereich erfassten Signal dessen Spektrum berechnen. Dabei wird vor allem ein besonders schneller [[Algorithmus]] zur [[Diskrete Fourier-Transformation|Diskreten Fourier-Transformation]] angewandt, der als FFT (Fast Fourier Transformation) bekannt ist. FFT-Analysatoren werden in der Regel als Bestandteil eines digitalen Oszilloskops realisiert. |
|||
== Analysatoren nach dem Prinzip des Überlagerungsempfänger == |
|||
[[Bild:Spektrumanalysator.gif|thumb|Blockschaltbild eines Analysators nach dem Prinzip des Überlagerungsempfänger]] |
|||
Aufgrund der begrenzten Bandbreite verfügbarer [[A/D-Wandler]] eignen sich FFT-Analysatoren lediglich für Messungen an niederfrequenten Signalen. Um dennoch Spektren höherfrequenter Signale bis in den Millimeterwellenbereich messen zu können, werden Spektralanalysator nach dem Prinzip des [[Überlagerungsempfänger]]s verwendet. Im Unterschied zu einem Überlagerungsempfänger in einem Radio wird das zu vermessende Frequenzband entsprechend der aktuellen Spannungshöhe eines Sägezahngenerators (gleichmäßiger Anstieg und danach rascher Abfall der Spannung) durchgestimmt, d.h. die Höhe der Frequenz am Ausgang des Abstimmoszillators oder Lokaloszillators hängt von der Eingangsspannung des Lokaloszillators (LO) ab. Der Abstimmoszillator ist daher funktionell ein [[VCO]]. Das Eingangssignal des Spektralanalysators und das Ausgangssignal des LO wird jeweils in den [[Mischer]] gleitet, der daraus das Zwischenfrequenzsignal erzeugt. Das [[Gleichrichter|gleichgerichtete]] Zwischenfrequenzsignal wird nicht über einen Lautsprecher ausgegeben, sondern auf einem Bildschirm vergleichbar mit dem eines Oszilloskops dargestellt. Für die X-Ablenkung wird dann ebenfalls die Sägezahnspannung herangezogen. |
|||
Spektralanalysatoren bis 3 GHz verwenden eine [[Zwischenfrequenz]] (ZF) welche größer ist als die höchste einstellbare Messfrequenz, um die Eindeutigkeit des Empfangs zu gewährleisten. Die Mischung erfolgt mit dem Signal des Abstimmoszillators oder Lokaloszillators (LO), dessen Frequenz höher liegt als die ZF. Durch einen [[Tiefpass]] am Eingang wird der Empfang von [[Spiegelfrequenz]]en verhindert, sowie auch die Abstrahlung des LO-Signal. |
|||
Die Qualität des LO-Signals hat großen Einfluss auf Die Qualität des Spektralanalysators, da sich die spektrale Breite des LO-Signals als effektive Vergrößerung der statistischen Auflösebandbreite RBW (Resolution BandWidth) des ZF-Filters bemerkbar, Rauschseitenbänder begrenzen die Messempfindlichkeit. |
|||
Relativ langsame Frequenzschwankungen des Lokaloszillators machen sich als unscharfe Anzeige bemerkbar und vergrößern die [[Messunsicherheit]]. |
|||
Auch der ZF-Filter bestimmt die Eigenschaft des [[Analysator|Analysators]]. Der ZF-Verstärker ist im Allgemeinen schaltbar, so dass zusammen mit dem Eingangsabschwächer ein bzgl. Aussteuerung und Verzerrung der einzelnen Komponenten optimaler Pegelbereich eingestellt werden kann. Der Logarithmierer erlaubt die Anzeige in [[Dezibel]], da die Ausgangsspannung des nachfolgenden [[Hüllkurvendetektor]]s (kurz: [[Detektor]]) zum an ihm anliegenden Signal proportional ist. Die Ausgangsspannung des Detektors entsprecht dem zeitlichen Ablauf der [[Hüllkurve]] seines Eingangssingals. Darauf folgt das Videofilter, das die angezeigte Kurve glätten soll. |
|||
Bei einer ZF um 3 GHz kann kein ausreichend schmalbandiges Bandpassfilter realisiert werden, solange keine einfachen supraleitenden Filter benutzt werden. |
|||
Mehrere Zwischenfrequenzen (ZF) zu verwenden hat den Vorteil, unerwünschte Mischprodukte zu unterdrücken. Die maximale Frequenz solcher Mischprodukte entspricht der Bandbreite des anliegenden Spektrums. |
|||
== Weblinks == |
|||
*[http://www.rohde-schwarz.com/www/dev_center.nsf/frameset?OpenAgent&website=com&navig=/www/dev_center.nsf/html/nav,10,11,111,11112&content=/www/prod_center.nsf/startpage/_10_11_111_11112.html Spektralanlysatoren von Rohde & Schwarz] |
|||
*[http://www.nari.ee.ethz.ch/teaching/GLF/GLF_KT_Beilage.pdf Aufbau und Bedienung elektrischer Spektrum-Analysatoren] |
|||
*[http://www.eit.fhbb.ch/htmldoz/huf/Spektrum.htm Diplomarbeit Low Cost Spektrumanalysator] |
|||
[[Kategorie:Elektrische Messtechnik]] |
|||
[[Kategorie:Messgerät]] |
|||
[[en: Spectrum Analyzer]] |
|||
Aktuelle Version vom 25. August 2006, 03:12 Uhr
Weiterleitung nach: