dataTec Applikationsbericht "TEC DATES" | Teil 4: Einfluss der Auflösebandbreite eines Spektrumanalysators

Applikationsschrift :: Der Einfluss der Auflösebandbreite eines Spektrumanalysators.
Die Auflösebandbreite ist ein wesentlicher Schlüsselparameter bei der Wahl des Spektrumanalysators in der Messtechnik.

Im vierten Teil unserer Serie zum Thema Spektrumanalyse geht es um die Auflösung der einzelnen Signale. Nach dem Zwischenfrequenzverstärker aus Teil 3 schließen sich die Zwischenfrequenzfilter an, die entweder aus analogen oder digitalen Filtern bestehen und die Auflösebandbreite bestimmen. Diese ist ein wichtiger Schlüsselparameter für die Selektion des richtigen Spektrumanalysators, um eine Messaufgabe zu lösen. Die Auflösebandbreite wird definiert als das Vermögen des Spektrumanalysators, wie das Messgerät sehr eng benachbarte Frequenzen voneinander trennen kann, so dass der Anwender eindeutig erkennt, dass beispielsweise zwei Sinussignale dicht beieinander stehen. Ein kurzer Rückblick: Nach Fourier lassen sich die periodischen Signale in einzelne Sinussignale aufspalten. Unabhängig davon, wie nahe diese im Frequenzbereich beieinander stehen, sind es doch einzelne Nadeln. Allerdings unterscheidet sich hier Theorie und Praxis: Was man auf dem Display sieht ist eine deutlich breiter werdende Glockenkurve.

Zum Verständnis muss man sich die Wirkungsweise eines Überlagerungsempfängers anschauen. Der Ausgang des Mischers enthält alle Mischprodukte plus die beiden Originalsignale, das Eingangssignal und die Frequenz des Lokaloszillators (LO). Das Bandpassfilter legt die Zwischenfrequenz fest und selektiert das gewünschte Mischprodukt, wobei alle anderen Signale unterdrückt werden. Nachdem das Eingangssignal stabil ansteht und der LO über den Frequenzbereich durchgewobbelt wird, ist auch das Ausgangssignal des Mischers gewobbelt. Damit wird die Durchlasskennlinie des Bandpassfilters auf dem Display sichtbar. Vor dem geistigen Auge des Betrachters beschreibt der dargestellte Messwert die betragsmäßige, rot dargestellte Übertragungsfunktion des Bandpassfilters.

Um zwei Signale voneinander unterscheiden zu können, müssen sie mindestens so weit auseinander liegen, dass die beiden Spitzen der Glockenkurven deutlich sichtbar sind. Andernfalls fallen sie zusammen und man kann nicht mehr erkennen, dass zwei Signalanteile vorhanden sind. Aus diesem Grund können bei den Spektrumanalysatoren unterschiedliche und schmalbandige ZF-Filter gewählt werden, um frequenzseitig sehr nah beieinander liegende Signalanteile zu erkennen.

Zwei benachbarte Signale gleicher Amplitude erkennen:
Liegen die beiden Signale noch näher beieinander, würden sie nur als ein Signal (Sinus) wahrgenommen werden. Eine Daumenregel für die Praxis: Es sollte eine Amplitudenabsenkung von 3 dB ausreichen, um zwei benachbarte Signale gleicher Amplitude zu erkennen. Anders sieht es aus, wenn es zwei unterschiedliche Signale gibt, die auch in der Amplitude deutliche Unterschiede aufweisen. Dann kann es passieren, dass das größere Signal ein weiteres kleineres Signal komplett verdeckt. Hier unterliegt man Täuschung, dass es sich um ein Signal handelt, eines bei 300 MHz mit 0 dBm, kleinere bei 300,005 MHz mit -30 dBm. Das kleinere Signal zeigt sich auf dem Display, wenn das 300-MHz-Signal abgeschaltet wird.....

Erschienen: Elektronik Praxis (S. 52-54) | 6/2016
Autor: Klaus Höing, Dipl.-Ing. | Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei dataTec