СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2013

той же стоимости будет анализатор. Меньшая частота дискретизации ана лизатора спектрапозволяет захватывать и анализировать сигнал в большемвре менном окне. Кроме того, на частотах 10 ГГц и выше анализаторы спектра обычно дешевле осциллографов. Одна ко есливыхотите анализироватьширо кополосные сигналысполосой160МГц и шире, или хотите наблюдать фронты и спады длительностью менее 20 нс, то лучшим выбором будет осциллограф. Разрешение по амплитуде (мощности) и уровень собственных шумов Следует учитывать и разрешение за хватываемых данных. Большинство анализаторов спектра оцифровывает сигнал с разрешением 14 разрядов, то гда как типовоеразрешениеАЦПосцил лографа составляет 8 разрядов. Кроме того, в связи с тем, что осциллографы имеют широкополосный входной ин терфейс (без фильтрации), в измери тельный трактможет проникнуть боль шеширокополосногошума, чтовызовет проблемы в приложениях с высоким уровнемшумовилифоновых сигналов. Темнеменее, вомногих случаяхприме няемые в осциллографах методы обра ботки данных могут ослабить или пол ностью устранить эти явления. Число каналов Анализатор спектра является одно канальным прибором. Осциллографы обычно имеют четыре канала. И хотя анализаторы спектра можно объеди нять и синхронизировать, такое реше ние не будет простым и дешёвым. Для измерений, выполняемыхпо двум, трём или четырём каналам, осциллограф имеет несомненное преимущество. П РИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Чтобыпродемонстрировать влияние этих различий на практике, ниже пере числены некоторые преимущества и недостатки анализаторов спектра и ос циллографов для наиболее распрост ранённых сигналов. Сигналы РЛС (статическая несущая частота) Типовые сигналы РЛС имеют срав нительно узкую полосу (<100 МГц), но высокуючастоту несущей. Если полоса сигнала не превышает полосы анализа, то логично выбрать именно анализа тор. Анализатор сигналов предлагает лучшее разрешение и большие интер валы захвата, и обычно дешевле осцил лографа. Однако для сигналов РЛС с полосой шире 160 МГц может понадо биться осциллограф, если вы хотите увидеть весь сигнал целиком без кача ния частоты. Один из способов расши рения полосы анализа без помощи высокоскоростного осциллографа за ключается в применении анализатора спектра в качестве настраиваемого преобразователя частотыи подаче сиг нала ПЧ на внешний осциллограф с полосой пропускания 1 ГГц. Этим спо собомможно анализировать сигналы с полосой несколько сотен МГц. Повы сить точность измерения можно за счёт коррекции частотной характе ристики тракта ПЧ и других факторов. Сигналы со скачкообразной перестройкой частоты Если сигнал совершает скачки в пре делахполосыанализа, тоданныеможно собирать без потерь в течение несколь ких секунд (в некоторых случаях, не скольких минут или часов с помощью внешних RAID массивов жёстких дис ков), в то время как высокоскоростной осциллограф позволяет собирать дан ные лишь за несколько миллисекунд. Если частотный диапазон скачкооб разного сигнала шире, пользователю придётся воспользоваться быстрым ос циллографом или, проявив смекалку, использовать группу анализаторов сиг налов или преобразователей частоты с дигитайзерами для мониторинга не сольких участков спектра. Широкополосные коммуникационные сигналы Высокоскоростной осциллографбу дет удачнымвыборомдля демодуляции и анализа коммуникационных сигна лов с символьными скоростями более 100 МГц. Например, широко распрост ранённой задачей является измерение сигналов в диапазонах Ka и Ku с сим вольными скоростями несколько ГГц. Поиск слабых сигналов Ключевым фактором при поиске вы бросовидругихмаломощных сигналов является ограничение шума. Способ ность анализатора сигналов выполнять узкополосное качание в широком диа пазоне частот, и тем самым отфильтро вывать большуючастьширокополосно го шума, делает его идеальным прибо ромдля обнаружения слабых сигналов. Многоканальные измерения Внекоторыхприложениях, таких как РЛС с фазированной антенной решёт кой, многоантенные пеленгаторы и коммуникационные системы MIMO, может потребоваться анализировать и сравнивать десятки сигналов парал лельно. Здесь осциллограф, будучи 4 канальнымприбором с синхронизи рованнымипо времениканалами, полу чает естественное преимущество. Вы полнение относительных измерений между каналами на анализаторе спект ра в принципе возможно, но требует применения нескольких приборов и специальной схемы, обеспечивающей их синхронизацию. Если необходимо более 4 каналов, лучшимрешениеммо жет быть отказ от обеих обсуждаемых технологий и переход к массиву диги тайзеров. Без лишних затратидополни тельных компонентов, необходимых анализаторам спектра и осциллогра фам, дигитайзеры позволяют создать компактное и недорогое решение для анализа по множеству каналов. Недо статкомобычно являются дополнитель ные трудозатраты на настройку масси ва и обработку данных. З АКЛЮЧЕНИЕ В таблице приведено сравнение со временныханализаторовиосциллогра фов. Очевидно, что в результате приме ненияЦОСванализаторахспектраиос циллографах, грань между этими двумя технологиямиразмываетсядотакойсте пени, чтовнекоторыхприложенияхна илучшим анализатором спектра может оказатьсяосциллограф, анаилучшимос циллографом – анализатор спектра. В любом случае, современные приборы значительно мощнее своих предшест венников десятилетней давности. ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 56 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2013 Таблица. Сравнение основных параметров двух платформ Анализатор спектра/сигналов Осциллограф Полоса анализа >160 МГц Нет Да, до верхней границы полосы пропускания прибора СВЧ!диапазон Да Да, но обходится дороже Временное окно захвата секунды или минуты миллисекунды Демодуляция/анализ Да Да Длительность фронта/спада 20 нс 5 пс Многоканальные измерения Необходимо несколько синхронизированных приборов 4 канала в одном приборе; большее число каналов получается за счёт объединения нескольких приборов или оцифровщиков ©СТА-ПРЕСС