dataTec Applikationsbericht | Einstellungen verstehen und optimieren beim Spektrum-Analysator

Applikationsschrift ::  Einstellungen verstehen und optimieren beim Spektrum-Analysator.

Acht häufige Fehler bei der Arbeit mit einem Spektrumanalysator. Leicht vermeidbare Standardfehler führen häufi g dazu, dass das Messobjekt falsch eingestellt oder ein Produkt ausgeliefert wird, das seine Spezifikation nicht einhält. Einige einfache Richtlinien zum Umgang mit einem Spektrum analysator helfen, das Messgerät richtig zu benutzen, so dass das Messobjekt hinterher wie vorgesehen funktioniert.

Fehler 1: Ungeeignete Detektorbetriebsart.
Moderne Spektrumanalysatoren verfügen über verschiedene Detektorbetriebsarten: Peak (Spitzenwert), Sample, Average (Durchschnitt) und Normal. Jede dieser Methoden wird üblicherweise für einen bestimmten Signaltyp eingesetzt. Wählt man eine ungeeignete Detektorbetriebsart, erhält man ein falsches Messergebnis. Das führt entweder zu einer falschen Einstellung des Prüflings, oder man erkennt ein unerwünschtes Signal nicht. Die Detektionsart Sample erfasst pro Bildschirmpunkt genau ein Sample. Ist der Bildschirm auf 1001 Punkte eingestellt, steht jeder Punkt für ein einzelnes Sample.

Alle Punkte verteilen sich gleichmäßig über den erfassten Frequenzbereich. Der Frequenzabstand zwischen den einzelnen Punkten beträgt somit Frequenzbereich/(Punkte - 1). Mit dieser Methode kann man rauschartige Signale sehr gut erfassen; bei Dauerstrichsignalen (CW) muss man aber darauf achten, dass die Auflösungsbandbreite RBW breiter gewählt wird als der Frequenzabstand zwischen zwei Messpunkten. Ist die Auflösungsbandbreite zu klein, wird die Amplitude eines Dauerstrichsignals zu niedrig angezeigt, im ungünstigsten Fall überhaupt nicht. Die meisten Spektrumanalysatoren schalten automatisch auf Sample, wenn man die Mittelung dazu schaltet. Es kann daher sein, dass man unwissentlich bei der Messung von Dauerstrichsignalen die Detektorbetriebsart Sample nutzt.

Die Detektionsart Peak hält die Maximalamplitude in jedem Intervall und stellt diesen Wert in dem betreffenden Kurvenpunkt dar. Diese Betriebsart misst Dauerstrichsignale sehr gut, zeigt aber bei rauschartigen Signalen zu hohe Amplituden an. Das ist normalerweise unerwünscht, es sei denn, man möchte ausdrücklich den ungünstigsten Pegel ermitteln.

Die Detektionsart Average mittelt die Leistung zwischen Kurvenpunkten und zeigt die gemittelte Leistung auf einer linearen Skala, etwa in Milliwatt. Für rauschartige Signale ist das Verfahren gut geeignet, es zeigt aber auch die Amplitude eines Dauerstrichsignals richtig an, vorausgesetzt die Auflösungsbandbreite ist mindestens so groß wie der Frequenzabstand zwischen zwei Messpunkten. Wie bei der Betriebsart Sample kann die Amplitude eines Dauerstrichsignals bei zu kleiner Aufl ösungsbandbreite zu gering angezeigt werden.

Die Detektionsart Normal ist für die meisten Anwendungsfälle die übliche Betriebsart. Sie ermittelt unabhängig von Auflösungsbandbreite und den Abstand zum Messpunkt für ein Dauerstrichsignal stets die korrekte Amplitude. Auch rauschartige Signale misst die Methode sehr gut. Hierzu zeigt sie bei einem Signal, das steigt und fällt, in den ungeraden Kurvenpunkten jeweils die lokale Maximal-, in geraden die lokale Minimalamplitude.

Auf diese Weise wird die variable Amplitude eines rauschartigen Signals gut auf dem Bildschirm dargestellt. Steigt oder fällt ein Signal in einem bestimmten Abschnitt nur, wird stets die Maximalamplitude angezeigt. Das ist beispielsweise der Fall, wenn ein Dauerstrichsignal ohne Änderung der Amplitude über den Frequenzbereich durchgestimmt wird. Will man allerdings eine Gesamtleistung über einem Frequenzbereich ermitteln, etwa die Kanalleistung oder die Nachbarkanalleistung, sollte man diese Betriebsart nicht wählen. Denn die abwechselnden Maxima und Minima geben die Leistungsverteilung eines rauschartigen Signals über den Bereich hinweg unzutreffend wieder. Für diesen Fall ergibt Average die bessere Aussage.

Anwender sind allgemein gut beraten, die Detektorbetriebsart zu verwenden, die der Spektrumanalysator von sich aus vorgibt, es sei denn, man weiß im speziellen Fall genau, warum man eine andere Betriebsart verwenden möchte. Wenn aber kein solcher spezieller Grund vorliegt, sollte man für die Messung von Dauerstrichsignalen die Betriebsart Peak wählen und die Betriebsart Average für rauschartige Signale.........

Erschienen: www.EL-info.de   10|2014
Autoren: Tomas Lange Vertriebsspezialist und Bob Nelson Support-Ingenieur Keysight