So wählen Sie einen tragbaren Spektrumanalysator für Ihre Anwendung aus
Die Auswahl des richtigen tragbaren Spektrumanalysators ist ein Prozess, der eine umfassende Berücksichtigung der Anwendungsanforderungen, der wichtigsten Leistungsparameter, der Benutzerfreundlichkeit und des langfristigen Supports erfordert. Die tragbaren Spektrumanalysatoren der HAROGIC PX-Serie mit ihrem breiten Frequenzbereich, ihrer hervorragenden Leistung, ihrem tragbaren und zuverlässigen Design und ihrer Fähigkeit zur Zweitentwicklung zielen darauf ab, Ihre HF-Grenzen zu erweitern.
1. Einführung - Grundlagen und Anwendungen des Spektrumanalysators
Ein Spektrumanalysator ist ein Instrument, mit dem Zielsignaleigenschaften im Frequenzbereich, im Zeitbereich und im modulierten Bereich tiefgehend gemessen und visualisiert werden. Es ist ein Schlüsselwerkzeug in Bereichen wie Hochfrequenztechnik, Telekommunikation und Elektronik zur Analyse von Signaleigenschaften, zur Identifizierung von Störungen oder zur Fehlerbehebung bei Systemen. Hier finden Sie eine Einführung in die wichtigsten Arten von Spektrumanalysatoren:
1.1 Klassifizierung nach Analysemethode
Swept-Tuned-Spektrumanalysator: Dieser klassische Analysator stimmt einen lokalen Oszillator (LO) ab, um ihn für jeden Zielfrequenzpunkt mit dem Eingangssignal zu mischen. Das Zwischenfrequenzsignal (IF) wird gefiltert und seine Amplitude wird von einem digitalen Detektor gemessen, bevor es auf dem Bildschirm angezeigt wird.
FFT-basierter Spektrumanalysator: Der Hauptunterschied zwischen dem Swept-Tuned-Analysator und dem FFT-Analysator besteht in der Methode zur Analyse des ZF-Signals. Für den FFT-Analysator wird eine FFT-Analyse anstelle einer Spannungserkennung angewendet, um die Amplitude des ZF-Signals zu erhalten. Da das FFT-Verfahren Amplitudeninformationen von bis zu Tausenden von Frequenzpunkten in einer einzigen Umwandlung erhalten kann, ist es in vielen Fällen viel schneller als das Spannungserkennungsverfahren. Die FFT-Analyse ist eine Schlüsselfunktion für einen modernen Spektrumanalysator. Es wird nicht empfohlen, Spektrumanalysatoren in Betracht zu ziehen, die nur eine Swept-Tuned-Analyse bereitstellen. Gegenwärtig bieten die meisten gängigen Spektrumanalysatoren gleichzeitig FFT-Analyse und Swept-Tuned-Analyse an, und ausgezeichnete Spektrumanalysator-Produkte bieten auch mehr als 25 MHz Analysebandbreite und mehr als 1K FFT-Analysepunkte, um eine höhere FFT-Analysegeschwindigkeit zu erzielen.
Echtzeit-Spektrumanalysator (RTSA): RTSA ist eine weitere Verbesserung des FFT-Analysators, der die Signalverarbeitungsfähigkeit der Zwischenfrequenz erheblich verbessert und eine kontinuierliche und totzonenfreie FFT-Analyse des Zwischenfrequenzsignals bereitstellen kann, wodurch eine sehr strenge und genaue Beziehung erhalten wird zwischen Signalspektrum und Zeit. RTS hat normalerweise eine viel höhere Analysebandbreite und Analysegeschwindigkeit als ein gewöhnlicher FFT-Analysator und kann das beste Messerlebnis bieten.
1.2 Klassifizierung nach Anwendungsszenario
Tisch-Spektrumanalysatoren: Bei Tisch-Spektrumanalysatoren gibt es einen großen Unterschied zwischen dem unteren Ende von Desktop-Spektrometern und dem oberen Ende. Low-End-Desktop-Spektrometer, die eine für den Desktop-Betrieb geeignete physische Form bieten, verfügen aufgrund von Kostenkompromissen normalerweise nicht über gute HF-Leistungs- und Analysefunktionen und werden ohne strenge Kostenbeschränkungen nicht empfohlen.
Tragbare Spektrumanalysatoren: Batteriebetrieben und optimiert für Feldtests und -messungen sowie Fehlerbehebung. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie können die neuesten tragbaren Spektrumanalysatoren gute HF- und Analysefunktionen bieten, sogar besser als die meisten Low-End-Desktop-Spektrumanalysatoren, einschließlich Echtzeit-Spektrumanalyse. Einige fortschrittliche Produkte können eine 8-Zoll- oder sogar größere Touch-Bedienung bieten, und das interaktive Erlebnis ist sogar noch besser als bei einigen Desktop-Geräten, mit mehrfacher Anpassungsfähigkeit sowohl für den Feld- als auch für den Laborgebrauch. Wenn ein tragbarer Spektrumanalysator eine gute Leistung bei gleichzeitiger Portabilität (weniger als 3 kg) bieten kann, ist er die beste Wahl für Feldanwendungen. Es wird auch empfohlen, einen hervorragenden Handheld-Spektrumanalysator zu wählen, um einen Low-End-Desktop-Spektrumanalysator zu ersetzen und doppelte Investitionen zu reduzieren.
USB-Spektrumanalysatoren (softwaredefiniert): Ein USB-basierter Spektrumanalysator verwendet einen Computerhost zur Parameterkonfiguration und Anzeige der Messergebnisse. USB-Spektrometer sind typischerweise modular aufgebaut und wiegen nur wenige hundert Gramm, was eine hervorragende Portabilität und Integration in eine Vielzahl von Anwendungsszenarien ermöglicht.Die Leistung von USB-Spektrometern erstreckt sich über einen weiten Bereich, wobei einige einfache USB-Spektrometer keine echten Leistungsmetriken für Instrumente liefern, aber einige fortschrittliche USB-Spektrometer bieten eine Leistung, die mit Desktop- / Handheld-Spektrometern mit niedriger bis mittlerer Reichweite vergleichbar ist.
2. So wählen Sie Ihre tragbaren Spektrumanalysatoren aus - Wichtige Parameter für Überlegungen
Tragbare Spektrumanalysatoren (HSA) ziehen aufgrund ihrer verbesserten Leistung, Portabilität und effektiven Testunterstützung vor Ort immer mehr Aufmerksamkeit auf sich. In diesem Artikel stellen wir die wichtigsten Parameter für die Auswahl eines HSA vor und geben einige kurze Highlights des Handheld-Echtzeit-Spektrumanalysators der HAROGIC PX-Serie bis 40 GHz.
2.1 Schlüsselparameter für die Auswahl eines HSA
Frequenzbereich: Gibt den Frequenzbereich an, in dem ein Handheld-Spektrumanalysator betrieben werden kann. Es muss die Signalfrequenzen für die Zielanwendung abdecken. Berücksichtigen Sie Ihre Anwendungen wie Mobilfunknetze (Sub-6 GHz, Millimeterwellen), WLAN (2.4/5/6 GHz) und Satelliten (L-, S-, C-, Ku-Bänder usw.).).
Die Wahl eines Bereichs, der breiter als Ihre höchste Betriebsfrequenz ist, ist im Allgemeinen sicherer. Wenn Ingenieure beispielsweise einen WLAN-Router entwickeln und testen, benötigen sie nur einen HSA mit einem Frequenzbereich von bis zu 6,3 GHz, wenn sie die Kanalleistung des WLAN-Zielsignals messen möchten. Wenn sie die Spektrumsreinheit des WLAN-Signals einschließlich dritter Harmonischer überprüfen möchten, sollte der Frequenzbereich des HSA mindestens bis zu 18 GHz abdecken. Die HAROGIC PX-Serie HSA bietet Modelle mit verschiedenen Frequenzbereichen an, die von 9 kHz bis 9 GHz, 20 GHz und 40 GHz reichen. Eine Frequenz von bis zu 40 GHz erfüllt bereits die Anforderungen der allermeisten Feldanwendungen.
Sweep-Geschwindigkeit: Die Scangeschwindigkeit ist einer der wichtigsten Indikatoren, die sich auf die Benutzererfahrung auswirken. Hervorragende Indikatoren sollten auf einer guten Scangeschwindigkeit basieren, da Sie sonst durch die lange Analysezeit unerträglich werden. Selbst wenn beispielsweise ein Spektrumanalysator einen DANL von -160 dBm / Hz hat, wenn seine Analysegeschwindigkeit sehr niedrig ist, müssen Benutzer in den meisten Fällen einen größeren RBW verwenden, um die Scangeschwindigkeit in einem tolerierbaren Bereich zu halten, beispielsweise 10 Sekunden. Für die Produkte der PX-Serie bietet es die höchste Analysegeschwindigkeit auf dem Markt und bietet unter den meisten Einstellungen Hochgeschwindigkeitsanalysefunktionen. Mit der PX-Serie können Benutzer einen 10-GHz-Frequenzbereichsscan in zehn Millisekunden bei einem 100-kHz-RBW durchführen. Die hohe Scangeschwindigkeit ermöglicht es Benutzern, einen kleineren RBW zu verwenden, um einen Scan mit einem breiten Frequenzbereich zu erzielen, wodurch ein effektiver Dynamikbereich erzielt wird, der weit über den von gewöhnlichen Handheld-Spektrumanalysatoren und Desktop-Spektrumanalysatoren hinausgeht.
Für die PX-Serie hat es eine sehr hohe Sweep-Geschwindigkeit auf dem Markt und bietet in den meisten Einstellungen Hochgeschwindigkeitsanalysefähigkeiten. Die PX-Serie ermöglicht es Benutzern, einen 10-GHz-Frequenzbereich innerhalb von zehn Millisekunden bei 100 kHz RBW zu scannen, und die hohe Sweep-Geschwindigkeit ermöglicht es Benutzern, einen kleineren RBW zu verwenden, um einen breiten Frequenzbereich zu erreichen, wodurch ein effektiver Dynamikbereich erzielt wird, der weit über den üblichen Handheld- und Einstiegs-Tisch-Spektrumanalysatoren hinausgeht.
Spektrumreinheit: Die Fähigkeit eines HSA, ein Signal mit minimalem Phasenrauschen oder Störsignalen zu messen. Die Schlüsselaspekte der Spektrumsreinheit sind Phasenrauschen, Störsignale und Oberwellen. Ein geringes Phasenrauschen ist entscheidend für die Unterscheidung eng beieinander liegender Signale, die Messung schmalbandiger Signale und die Bewertung der Modulationsqualität (z. B. EVM). Darüber hinaus stellen weniger und niederpegeligere Störsignale sicher, dass der HSA selbst keine Störsignale einführt, die mit tatsächlichen Eingangssignalen verwechselt werden könnten.
Der HAROGIC PXN-400 40 GHz Handheld Spektrumanalysator hat einen typischen Phasenrauschpegel von -107 dBc / Hz bei 10 kHz Offset bei einem 1 GHz Träger. Das typische Störsignal ist <-65 dBc. Die HAROGIC Spektrumanalysator-Software SAStudio4 bietet Kunden auch einen Standard-Phasenrausch-Messmodus für eine einfache Phasenrauschmessung.
Dynamic range: refers to the instrument’s ability to measure large and small signals at the same time. A wide dynamic range is crucial for the detection of weak interference signals near strong carriers. It is typically influenced by specifications such as the noise level (DANL) and the third-order intersection point (TOI).
Pay attention to a low DANL (Indicated average noise level) and a high TOI. A preamplifier can lower the DANL and improve the ability to measure small signals, but it can affect the TOI.
Maximum input power: The maximum signal power that the RF input port of the spectrum analyzer can safely withstand. When working near high-power environments, such as transmitters, it is important to ensure that the device is not damaged by overloading.
Check the specifications for maximum continuous input power and peak power. Understand whether the instrument has built-in overload protection.
Measurement functions: In addition to the basic spectrum parameters, when choosing an HSA, you should consider whether you need certain automated measurement functions to improve efficiency and standardize tests. Choose based on your application requirements. Common functions include channel power, occupied bandwidth (OBW), adjacent channel power ratio (ACPR), spectrum emission mask (SEM), field strength measurement, interference analysis (e.g. waterfall diagrams/spectrograms), AM/FM demodulation and digital demodulation. Some advanced instruments also support signal analysis for certain communication standards.
The portable spectrum analyzer of the HAROGIC PX series is equipped with various measurement functions as standard, including channel power, OBW, ACPR, AM/FM demodulation and digital demodulation. You don’t have to make a double investment to include more options.
Tragbarkeit und Akkulaufzeit: Feld- und Vor-Ort-Tests finden häufig außerhalb des Büros statt, sodass sich das Gewicht des Instruments und die Akkulaufzeit direkt auf die Arbeitseffizienz auswirken. Wählen Sie ein HSA mit geringem Gewicht und einem Akku, der den Dauereinsatz für mindestens einen vollen Arbeitstag (z. B. 3-6 Stunden) unterstützt. Ein austauschbares Batteriedesign oder eine zusätzliche Powerbank-Unterstützung sind ebenfalls ein wesentlicher Vorteil.
Die HAROGIC PX-Serie HSA hat ein Gewicht von nur 1,5 kg, was den Transport für Feldmessungen erleichtert. Gleichzeitig beträgt die Batterielaufzeit standardmäßig 3 Stunden, und die Stromversorgung der Powerbank wird auch für längere Betriebszeiten unterstützt.
Skalierbarkeit und Anpassung: Mit einem tragbaren Spektrumanalysator können Benutzer auch benutzerdefinierte Anwendungen entwickeln, die auf spezifische Anforderungen zugeschnitten sind, z. B. HF-Messungen, Datenerfassung oder Signalverarbeitungsaufgaben wie spezialisierte Spektrumüberwachung oder Signalpeilung. Diese Funktionen erweitern die Anwendungsmöglichkeiten von tragbaren Spektrumanalysatoren und ermöglichen es Ingenieuren und Technikern, diese Geräte vollständig an einzigartige oder erweiterte Anwendungsfälle anzupassen.
Ein weiteres herausragendes Merkmal der PX-Serie ist die hochkompatible Anwendungsprogrammierschnittstelle (API), die die Sekundärentwicklung erleichtert und die Notwendigkeit umgeht, sich ausschließlich auf die SAStudio4-Software von HAROGIC zu verlassen. Dies bedeutet, dass Benutzer — wie Ingenieure, Forscher oder Systemintegratoren – die Funktionalität des Analysators anpassen oder in eingebettete HF-Systeme integrieren können.
Die Auswahl des richtigen tragbaren Spektrumanalysators ist ein Prozess, der eine umfassende Berücksichtigung der Anwendungsanforderungen, der wichtigsten Leistungsparameter, der Benutzerfreundlichkeit und des langfristigen Supports erfordert. Die tragbaren Spektrumanalysatoren der HAROGIC PX-Serie mit ihrem breiten Frequenzbereich, ihrer hervorragenden Leistung, ihrem tragbaren und zuverlässigen Design und ihrer Fähigkeit zur Sekundärentwicklung zielen darauf ab, Ihre HF-Grenzen zu erweitern.