스펙트럼 분석기란 무엇이며 그 응용 분야에 대해 설명합니다.

가장 기본적인 형태로 스펙트럼 분석기 무선 주파수 범위에서 다양한 회로 또는 시스템 특성을 평가하는 테스트 도구입니다. 표준 테스트 장비는 일정 기간 동안 진폭을 계산하여 수량을 평가합니다. 그것은 또한 주파수 분석기.
예를 들어 전압계는 시간 도메인을 사용하여 전압 진폭을 측정합니다. 따라서 우리는 교류 전압에 대한 정현파 곡선과 직류 전압에 대한 직선을 기대할 수 있습니다. 반면 스펙트럼 분석기는 주파수에 대한 진폭을 플로팅하여 양을 평가합니다.
이 신호에서 세로축은 진폭을 나타내므로 플롯입니다. 주파수 영역 표현의 가로축은 주파수를 나타냅니다.
사용 가능한 많은 모델 구성 덕분에 계측 및 측정에서 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 치수, 무게 및 기타 기능은 애플리케이션에 따라 다릅니다. 가제트의 초고주파 응용이 이제 연구 대상입니다.
판독값을 디지털 시스템에 저장하기 위해 컴퓨터에 연결될 수 있습니다.

스펙트럼 분석기 작동 원리
스펙트럼 분석기의 기본 기능은 장치에 입력되는 신호의 스펙트럼 내용을 정량화하는 것입니다. ㅏ 스펙트럼 분석기 저역 통과 필터의 출력을 분석하는 경우 주파수 영역을 사용하여 필터 출력 스펙트럼의 내용을 측정합니다.
또한 배경 소음 수준을 모니터링하고 이 작업 전반에 걸쳐 해당 데이터를 CRO에 제공합니다.
기본적으로 스펙트럼 분석기는 음극선 오실로스코프에서 수직 및 수평 스윕을 생성하여 작동을 분류하는 데 사용할 수 있습니다. 신호를 측정할 때 수평축은 주파수에 해당하고 수직축은 진폭에 해당한다는 것을 알고 있습니다.
입력 감쇠기는 신호의 무선 주파수 레벨을 감쇠하여 측정된 신호의 수평 스윕을 생성하는 데 사용됩니다. 감쇠기 출력은 저역 통과 필터로 라우팅되어 신호를 부드럽게 합니다. 그런 다음 신호는 증폭기로 라우팅되어 원하는 수준으로 강도를 높입니다.
이 지점에서 주파수 조정 발진기의 출력과 결합됩니다. 주기적인 교대로 파형을 생성하기 위해 오실레이터가 사용됩니다.
증폭되고 오실레이터와 결합된 후 신호는 수평 검출기로 보내져 주파수 영역으로 변환됩니다. 그만큼 스펙트럼 분석기 신호의 스펙트럼 양의 주파수 영역 표현을 제공합니다.
진폭은 수직 스위핑에 필수적입니다. 신호는 진폭을 반환하는 전압 조정 발진기로 전송됩니다. 전압 조정 발진기의 무선 주파수 조정. 발진기 회로는 일반적으로 일련의 저항과 커패시터를 사용하여 구성됩니다. RC 발진기 또는 줄여서 RC라고 합니다.
신호는 오실레이터 레벨에서 완전히 180도 위상 변이를 겪습니다. 이 위상 편이를 수행하기 위해 다단계 RC 회로가 사용됩니다. 표준은 XNUMX단계입니다.
경우에 따라 변압기는 위상 변이 작업을 수행하는 데에도 사용됩니다. 일반적으로 램프 생성기는 오실레이터 주파수를 조절하는 데에도 사용됩니다. 어떤 경우에는 펄스 폭 변조기가 램프 생성기와 결합되어 펄스의 램프를 생성합니다.
수직 스위프 회로는 음극선 오실로스코프에 진폭을 제공하는 오실레이터의 출력을 수신합니다.

스펙트럼 분석기를 사용하는 이유는 무엇입니까?
주파수, 진폭 및 변조 매개변수의 장단기 동작을 이해하는 것은 최신 RF 장비의 작동을 설명하는 것이 어렵기 때문에 매우 중요합니다.
스위프 스펙트럼 분석기(SA) 및 벡터 신호 분석기(VSA)와 같은 일반적인 계측기는 주파수 또는 변조 도메인에서 신호를 캡처합니다. 많은 경우에 이것은 오늘날 RF 전송의 끊임없이 변화하는 특성을 적절하게 특성화하기에는 불충분합니다.
과도 및 동적 RF 신호는 고유한 문제를 제시하며 SA 및 VSA의 측정 제한을 극복하기 위해 실시간 스펙트럼 분석기(RTSA) 아키텍처를 개발했습니다. 실시간 디지털 신호 처리(DSP)는 실시간으로 신호를 분석하는 데 사용됩니다. 스펙트럼 분석기 메모리에 저장되기 전에.
실시간 처리가 발생하는 속도 때문에 사용자는 기존 시스템에서는 알아채지 못한 이벤트를 볼 수 있으며 이러한 이벤트를 메모리에 저장하기 위해 트리거를 선택적으로 설정할 수 있습니다. 메모리에 저장된 데이터는 일괄 처리를 사용하여 다양한 필드에서 철저히 평가할 수 있습니다.
LISUN 테스트를 위한 완벽한 스펙트럼 분석기가 있습니다.

분석기의 필요성
무선 통신 시스템의 신호는 잘 알려진 바와 같이 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 전송됩니다. 간단히 말해서 이 신호는 통신이 이루어지기 위해 수신측으로 보내야 하는 메시지입니다.
그러나 전송되는 동안 신호 품질이 저하됩니다. 신호 강도는 대부분 전송 및 수신 채널의 노이즈 때문에 감소했습니다. 결과적으로 노이즈가 신호 강도를 감소시킨다는 결론을 내릴 수 있습니다.
신호의 잡음은 전송 범위와 수신기의 정확도를 감소시킵니다. 이 때문에 최종 값이 안정적이지 않고 변동합니다.
변속기에 내부 및 외부 소음원을 모두 도입할 수 있습니다. 따라서 소음을 내부와 외부의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
안테나 사이의 전송은 분석기 또는 스펙트럼 분석기를 사용하여 정량적으로 측정할 수 있는 노이즈를 도입합니다.

스펙트럼 분석기의 주요 유형
일반적으로 디자인에 따라 세 가지 유형의 스펙트럼 분석기가 있습니다. 일관되게 다음 세 가지 유형이 사용됩니다.

스위프 스펙트럼 분석기(SA)
표준 스펙트럼 분석 방법은 swept-tuned, superheterodyne 설정을 사용하며 이는 보정된 일정한 신호를 계속 확인하는 데 최적입니다. 관심 있는 신호를 다운컨버팅하면 SA가 RBW(분해능 대역폭) 필터의 통과대역을 스위핑하여 전력 대 주파수를 측정할 수 있습니다.
선택한 범위 내의 한 주파수는 RBW 필터를 통과한 후 검출기에 의해 진폭이 측정됩니다.
이 방법은 넓은 동적 범위를 제공할 수 있는 잠재력이 있지만 한 번에 단일 주파수 지점에 대한 진폭 데이터만 계산할 수 있다는 점에서 제한적입니다. 신뢰할 수 있는 결과를 보장하려면 시간이 지남에 따라 상대적으로 안정적인 입력 신호로 테스트를 제한해야 합니다.

벡터 신호 분석기(VSA)
벡터 측정은 디지털 변조 신호를 연구하는 동안 크기 및 위상 정보를 얻습니다. VSA는 계측기 통과 대역 내부의 모든 소스에서 생성된 RF 전력 파형을 디지털화하고 저장합니다.
복조, 측정 및 디스플레이 처리를 위해 디지털 신호 처리(DSP)는 메모리의 파형과 관련된 크기 및 위상 정보를 사용할 수 있습니다.
이제 메모리에 파형을 저장할 수 있지만 VSA는 여전히 일시적인 발생에 대한 포괄적인 평가를 제공할 수 없습니다. 대부분의 계측기는 일괄 처리 모드에서 작동하기 때문에 획득 사이의 이벤트에 대해 눈이 멀었습니다.
일반적이지 않거나 드문 경우를 안정적으로 감지하기 어렵기 때문에 외부 트리거링이 필요한 경우가 많습니다. 이것은 차례로 사건 자체에 대한 불합리한 수준의 예지력을 요구할 수 있습니다.
마찬가지로 VSA는 더 큰 신호가 있을 때 약한 신호와 진폭이 아니라 주파수가 변하는 신호로 어려움을 겪습니다.

실시간 스펙트럼 분석기(RSA)
VSA의 일반적인 획득 후 처리와 달리 RSA는 메모리 저장 전에 실시간 디지털 신호 처리(DSP)를 활용하여 신호 분석을 수행합니다.
데이터를 실시간으로 처리하면 사용자가 다른 설계에서는 알아차리지 못하는 발생을 감지하고 대응할 수 있으므로 나중에 사용할 수 있도록 관련 데이터를 선택적으로 캡처할 수 있습니다. 메모리에 저장된 데이터는 일괄 처리를 통해 심층적인 교차 영역 분석을 받을 수 있습니다.
신호 컨디셔닝, 보정 및 기타 형태의 분석도 실시간 DSP 엔진의 도움으로 수행됩니다.

스펙트럼 분석기는 무엇을 측정합니까?
다양한 주파수에서 신호의 진폭을 볼 수 있습니다. 스펙트럼 분석기. 신호가 허용 가능한 범위 내에 있는지 여부를 테스트할 수 있습니다. 노이즈, 복잡한 파형, 간헐적인 발생 및 잘못된 신호와 같은 아티팩트를 보여줍니다.
스펙트럼 분석기를 사용하여 일시적인 신호를 조사할 수 있습니다. 버스트 브로드캐스트, 글리치, 약한 신호를 숨기는 강한 신호 현상이 있을 수 있습니다.
시변 최신 RF 및 오디오 신호의 주파수 스펙트럼은 종종 이러한 도구를 사용하여 분석됩니다. 그들은 신호의 구성 부분과 그 뒤의 회로가 얼마나 잘 기능하고 있는지 보여줍니다. 회사는 또한 이를 활용하여 Wi-Fi 네트워크와 무선 라우터가 간섭 감소 변경으로 이점을 얻을 수 있는지 여부를 평가합니다.

분석기의 응용
통신 주파수 이외의 주파수 신호는 스펙트럼 분석기의 디스플레이(pips)에 수직선으로 표시됩니다. 이 때문에 무선 송신기가 할당된 주파수 범위 내에서 다른 대역을 방해하지 않고 작동하는지 여부를 정부에서 정의한 방출 순도 요구 사항으로 확인하는 데 사용할 수 있습니다.
스펙트럼 분석기는 RF 설계 및 테스트, 전자 회로 설계, 전자 제조 및 전자 유지 보수를 포함하되 이에 국한되지 않는 전자 산업에서 여러 응용 분야를 가지고 있습니다.
테스트의 주요 기능 외에도 스펙트럼 분석기의 측정 범위는 상당히 넓습니다. 이러한 모든 수치는 무선 주파수에서 측정됩니다. 이들은 스펙트럼 분석기를 사용할 때 가장 자주 측정되는 양입니다.

신호 수준– 하나는 스펙트럼 분석기 주파수 영역에서 신호의 진폭을 결정합니다.
위상 노이즈 - 스펙트럼 내용을 측정하고 주파수 영역에서 측정을 수행하여 위상 노이즈를 쉽게 감지할 수 있습니다. 음극선 오실로스코프 출력은 결과적으로 파동을 보여줍니다.
고조파 왜곡 – 이것은 신호 강도를 평가하기 전에 중요한 질문입니다. 총 고조파 왜곡(THD)은 신호 강도를 평가하는 데 사용됩니다. 변동으로부터 신호를 보호해야 합니다. 낮은 수준의 고조파 왜곡을 달성하는 것은 에너지 낭비와 비용 손실을 방지하는 데에도 중요합니다.
상호 변조 왜곡– 신호를 변조하는 동안 신호가 고주파 또는 저주파에서 변조되는지 여부에 따라 중간 수준의 왜곡이 발생합니다. 처리된 신호를 얻으려면 이 왜곡을 제거해야 합니다.
이를 위해 스펙트럼 분석기를 사용하여 혼변조 왜곡을 측정합니다. 외부 회로에 의해 신호가 정리되면 신호 처리가 시작될 수 있습니다.
스퓨리어스 신호– 이러한 잠재적으로 유해한 신호를 식별하고 차단해야 합니다. 이러한 신호를 측정하는 직접적인 방법은 없습니다. 정량화될 때까지 미지의 신호로 남아 있습니다.
신호 주파수– 마찬가지로 이것을 고려해야 합니다. 무선 주파수 수준에서 분석기를 사용하기 때문에 주파수 스펙트럼이 매우 넓기 때문에 각 신호의 주파수 내용을 측정하는 것이 중요합니다. 이 스펙트럼을 연구하려면 특수 장비가 필요합니다.
스펙트럼 마스크 – 스펙트럼 마스크를 검사할 때 스펙트럼 분석기도 유용합니다.

스펙트럼 분석기의 다른 응용

1. 스펙트럼 분석기는 전자 연구 기관 내부의 RF 설계 및 테스트 시설에서 많이 사용됩니다. 이러한 상황에서 그들은 다른 테스트 장비가 할 수 없는 방식으로 신호의 관점을 제공할 수 있습니다.
   이것은 회로의 무선 주파수 구성 요소가 작동하는 방식을 밝힙니다. 그만큼 스펙트럼 분석기 다양한 응용 프로그램을 가지고 있습니다.

2. 변조된 신호가 얼마나 넓은지 또는 좁은지 및 유사한 고려 사항. 폭이 너무 넓으면 근처의 수로를 이용하는 사람들에게 문제가 될 수 있습니다.
3. 목표는 이질적이거나 잘못된 신호가 있는지 여부를 발견하는 것입니다. 이러한 신호는 신호가 방송될 때 다른 주파수의 사용자를 방해할 수 있습니다.
4. 신호가 올바른 주파수 범위에 있는지 확인합니다.
5. 신호의 보다 광범위한 문제를 살펴봐야 합니다. 신호를 조사하는 것만으로 문제의 원인을 식별하는 데 필요한 경우가 많습니다. 스펙트럼 분석기는 무선 주파수(RF) 신호를 처리하는 동안 조사자의 "눈"이 될 수 있습니다.
6. 파워 미터가 더 자주 사용되지만 스펙트럼 분석기는 특정 상황에서 유용할 수 있습니다.
7. 스펙트럼 분석기는 특정 상황에서 주파수를 측정할 수 있지만 주파수 카운터는 다른 상황에서 더 적합합니다.
8. 다음을 사용하여 신호의 위상 노이즈를 평가할 수 있습니다. 스펙트럼 분석기. 이렇게 하려면 스펙트럼 분석기의 로컬 발진기의 자세 잡음이 테스트된 발진기보다 최소 10dB 낮아야 합니다.
   스펙트럼 분석기의 국부 발진기의 위상 잡음이 무시할 수 있는 경우 이 테스트 장비는 현상을 정량화하는 가장 정확한 기술 중 하나입니다.

9. 이러한 도구를 사용하여 항목의 잡음 지수를 결정할 수도 있습니다. 테스트 절차에는 여러 단계가 있지만 거의 어려움 없이 완료할 수 있습니다.
10. 전자기 간섭 및 전자기 적합성(EMI & EMI) 테스트는 종종 스펙트럼 분석기를 사용합니다. 분석기를 사용하여 문제를 일으키는 신호의 정확한 주파수와 종류에 초점을 맞출 수 있습니다.

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