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Qu'est-ce que l'analyseur de signal
Un analyseur de spectre fait ce que son nom l'indique : il détecte les signaux présents dans une plage de spectre sélectionnée. La fonction de base est de représenter les signaux dans un affichage graphique sous forme d'amplitude (ou niveau de puissance) sur l'axe y, par rapport à la fréquence sur l'axe x, les amplitudes des signaux détectés sont représentées dans le domaine fréquentiel.
Précision
Les analyseurs de signaux offrent une précision et une exactitude élevées dans les mesures, garantissant que les résultats obtenus sont fiables et cohérents.
Vitesse
Les analyseurs de signaux sont capables d'analyser des échantillons rapidement, permettant un traitement rapide et efficace de grandes quantités d'échantillons.
Automatisation
Les analyseurs de signaux disposent de fonctionnalités automatisées qui réduisent le besoin de saisie manuelle, ce qui permet de gagner du temps et de réduire les erreurs.
Évolutivité
Les analyseurs de signaux peuvent être facilement mis à l’échelle pour gérer des volumes d’échantillons croissants sans sacrifier la précision ou la qualité.
Polyvalence
Les analyseurs de signaux peuvent analyser une large gamme d'échantillons, ce qui les rend adaptés à une utilisation dans diverses industries, notamment les soins de santé, l'alimentation et les boissons, la surveillance environnementale, etc.
Standardisation
Les analyseurs de signaux fournissent des procédures standardisées pour l'analyse des échantillons, réduisant ainsi le risque de variabilité entre les différents tests et garantissant des résultats cohérents.
Contrôle continu
Certains analyseurs de signaux peuvent effectuer une surveillance continue, fournissant des données en temps réel sur les modifications des propriétés des échantillons au fil du temps.
Réduction des risques
Les analyseurs de signaux réduisent le risque d'exposition à des matières et produits chimiques dangereux, ce qui les rend plus sûrs à utiliser que les méthodes analytiques traditionnelles.
Fonction de l'analyseur de signal
La fonction de base de l'analyseur de signaux est de représenter les signaux dans un affichage graphique sous forme d'amplitude (ou niveau de puissance) sur l'axe y, par rapport à la fréquence sur l'axe x, les amplitudes des signaux détectés sont représentées dans le domaine fréquentiel. Un analyseur de spectre RF couvre les fréquences radio et micro-ondes. La plage de fréquences maximale avec présélection actuellement disponible est de 2 hertz à 85 GHz ; des fréquences plus élevées sont possibles avec des mélangeurs externes. Habituellement, une échelle linéaire est utilisée pour la fréquence sur l'axe des x, et une échelle logarithmique ou décibel (également logarithmique) pour l'amplitude sur l'axe des y, de sorte que des signaux d'amplitude très variable puissent être vus en même temps. Les analyseurs de spectre sont largement utilisés dans les tests RF pour afficher non seulement les propriétés des signaux utiles, par exemple si un signal occupe la bande passante désignée, mais également pour rechercher des signaux indésirables.
Pour les tests RF, il n'existe pratiquement plus d'analyseur de spectre pur permettant de détecter le niveau des signaux utiles et indésirables en affichant les composantes spectrales dans une plage de fréquences. La nature de nombreux signaux pulsés modernes, ainsi que la nécessité de détecter et d'étudier les signaux transitoires, signifie que l'analyseur de spectre classique utilisant le même principe super hétérodyne que les récepteurs radio ne peut pas détecter de manière fiable tous les signaux présents par intermittence comme transitoires, ni mesurer la phase d'un signal. . Comme la plage de fréquences d'intérêt (l'étendue de fréquence) dépasse la capacité de l'analyseur de spectre à traiter les données simultanément, l'étendue de fréquence est balayée (balayée) de bas en haut. Si aucun signal transitoire n’est présent pendant le balayage de la fréquence, il n’est pas détecté.
Le traitement numérique utilisant la transformation rapide de Fourier (FTT) du domaine temporel au domaine fréquentiel a considérablement étendu les capacités de détection et d'analyse des signaux de l'analyseur de spectre super hétérodyne. La FFT permet une capture et une analyse beaucoup plus rapides de la plage de fréquences : l'utilisation des FFT en parallèle permet d'obtenir une bande passante instantanée plus large, de sorte que, avec des filtres appropriés, les signaux pulsés et transitoires sont également détectés. De nombreux analyseurs de spectre proposent également le mode Zero Span pour analyser la phase ainsi que l'amplitude d'un signal et démoduler le signal à la fréquence sélectionnée. Outre la simple représentation des signaux détectés sur un écran, des mesures du bruit, du gain, de la phase, de la bande passante occupée du signal et de la puissance du canal adjacent sont toutes possibles. Le signal numérique peut être exporté pour un post-traitement par des outils logiciels fournissant une analyse supplémentaire.
En parcourant le spectre des fréquences, un analyseur de signal fournit une analyse détaillée de la puissance d'un signal à chaque niveau de fréquence. Ces informations identifient les fréquences responsables de la force globale du signal et résolvent tout problème provoquant une baisse de la force du signal. De plus, les analyseurs de signaux surveillent la santé d'un système en suivant les changements de force de divers signaux au fil du temps.
Un analyseur de signal est un outil puissant utilisé dans :
● Télécommunications pour mesurer les performances des réseaux cellulaires et déboguer les communications sans fil.
● L'industrie de défense pour tester les systèmes radar et détecter les émetteurs hostiles.
● Communications par satellite pour évaluer la qualité des liaisons et surveiller les interférences.
● Diffusion pour garantir le respect des réglementations et optimiser les performances des émetteurs.
● L'industrie aérospatiale pour tester l'avionique des avions et les systèmes radar au sol.
● Recherche médicale pour étudier les ondes cérébrales et étudier les effets des rayonnements électromagnétiques.
Analyseurs de spectre à balayage
Les analyseurs de spectre à balayage sont issus de récepteurs radio. Il n'est donc pas surprenant que les analyseurs à balayage soient soit des analyseurs à filtre accordé (analogues à une radio TRF), soit des analyseurs superhétérodynes. En fait, dans sa forme la plus simple, vous pourriez considérer un analyseur de spectre à réglage par balayage comme rien de plus qu'un voltmètre sélectif en fréquence avec une plage de fréquences réglée (balayée) automatiquement. Il s'agit essentiellement d'un voltmètre sélectif en fréquence et répondant aux crêtes, calibré pour afficher la valeur efficace d'une onde sinusoïdale. L'analyseur de spectre peut montrer les composantes de fréquence individuelles qui composent un signal complexe. Cependant, il ne fournit pas d’informations sur la phase, mais uniquement sur l’amplitude. La technique du récepteur superhétérodyne à balayage utilisée dans les analyseurs de spectre Keysight peut effectuer une grande variété de mesures dans le domaine fréquentiel sur une large plage dynamique et une large plage de fréquences (30 Hz à 325 GHz).
Les analyseurs modernes à réglage par balayage (analyseurs superhétérodynes, en particulier) sont des appareils de précision capables d'effectuer une grande variété de mesures. Cependant, ils sont principalement utilisés pour mesurer des signaux stables ou répétitifs, car ils ne peuvent pas évaluer simultanément toutes les fréquences dans une plage donnée. La capacité d'évaluer simultanément toutes les fréquences appartient exclusivement à l'analyseur en temps réel.
Analyseurs de spectre en temps réel
Malgré les hautes performances des analyseurs superhétérodynes modernes, ils ne peuvent toujours pas évaluer les fréquences simultanément et afficher simultanément un spectre de fréquences complet. Ce ne sont donc pas des analyseurs en temps réel. En outre, les temps de mesure peuvent être très longs car la vitesse de balayage d'un analyseur réglé par balayage est toujours limitée par le temps nécessaire à la stabilisation de ses filtres internes.
Analyseurs à filtres parallèles
Une autre façon de construire un analyseur de spectre consiste à combiner plusieurs filtres passe-bande, chacun avec une fréquence passante différente. Chaque filtre reste connecté à l'entrée à tout moment. Ce type d'analyseur est appelé analyseur à filtre parallèle. Après un temps de stabilisation initial, l'analyseur à filtre parallèle peut détecter et afficher instantanément tous les signaux dans la plage de mesure de l'analyseur. Par conséquent, l’analyseur à filtre parallèle fournit une analyse du signal en temps réel.
Un point fort de l'analyseur à filtre parallèle réside dans sa vitesse de mesure, qui lui permet de mesurer des signaux transitoires et variables dans le temps (également appelés signaux dynamiques). Cependant, la résolution en fréquence d'un analyseur à filtre parallèle est beaucoup plus grossière que celle d'un analyseur à balayage typique. En effet, la résolution est déterminée par la largeur des filtres passe-bande.
Analyseurs de Fourier (ou FFT)
L'analyseur de spectre Fourier ou FFT est une autre implémentation d'analyseur de spectre en temps réel. L'analyseur de Fourier, également appelé analyseur de signal dynamique, utilise le traitement du signal numérique pour échantillonner le signal d'entrée et le convertir dans le domaine fréquentiel. Cette conversion se fait à l'aide de la transformée de Fourier rapide (FFT). La FFT est une implémentation de la transformée de Fourier discrète, l'algorithme mathématique utilisé pour transformer les données du domaine temporel vers le domaine fréquentiel.
Les analyseurs de spectre FFT sont des instruments puissants, car leur puissance de traitement peut extraire plus d'informations d'un signal d'entrée que la simple amplitude des composantes de fréquence individuelles. Par exemple, les analyseurs FFT peuvent mesurer à la fois l'amplitude et la phase, et peuvent également basculer facilement entre les domaines temporel et fréquentiel. Cela en fait des instruments idéaux pour l’analyse des signaux de communication, ultrasoniques et modulés.
Analyse du signal vectoriel (VSA)
Dans le passé, les analyseurs de spectre superhétérodynes et à balayage balayé couvraient de larges gammes de fréquences allant de l'audio aux fréquences millimétriques en passant par les micro-ondes. De plus, les analyseurs à transformation de Fourier rapide (FFT) intensifs en traitement du signal numérique (DSP) fournissaient une analyse de spectre et de réseau haute résolution, mais étaient limités aux basses fréquences en raison des limites des technologies de conversion analogique-numérique et de traitement du signal. Les signaux à large bande passante, à modulation vectorielle (également appelés complexes ou modulés numériquement), variables dans le temps, bénéficient aujourd'hui grandement des capacités de l'analyse FFT et d'autres techniques DSP. Les VSA combinent la technologie superhétérodyne avec des CAN haute vitesse et d'autres technologies DSP pour offrir des mesures spectrales haute résolution rapides, une démodulation et une analyse avancée du domaine temporel. Le VSA est particulièrement utile pour caractériser des signaux complexes tels que des signaux en rafale, transitoires ou modulés utilisés dans les applications de communication, vidéo, diffusion, sonar et imagerie par ultrasons.
Test des performances des sources de signaux de nouvelle génération telles que les oscillateurs commandés en tension (VCO), les oscillateurs à ondes acoustiques de surface (SAW), les oscillateurs à résonateur diélectrique (DRO), les synthétiseurs PLL, les RFIC, les émetteurs et les générateurs d'horloge dans les systèmes de communication de données à haut débit. , et d'autres appareils peuvent s'avérer difficiles, surtout avec un banc rempli d'instruments. Un temps précieux est consacré à apprendre à utiliser plusieurs outils, à déterminer le meilleur outil à utiliser, à calibrer chaque instrument, à configurer les mesures, puis à obtenir les bons paramètres. Les restrictions de capacité d'un certain nombre d'instruments plus anciens rendent également difficile et longue l'obtention des bons paramètres pour obtenir des mesures précises.
L'analyseur de signal fournit une véritable mesure du bruit de phase en une seule étape. Cela élimine les configurations de mesure fastidieuses et l’étalonnage du système. Les sources de référence intégrées à faible bruit verrouillent le système sur la porteuse du signal mesuré, activant automatiquement et améliorant considérablement la vitesse de mesure. Les mesures fastidieuses du bruit de phase sont désormais plus de 10 fois plus rapides.
La vitesse de mesure est exceptionnellement rapide. Avec une plage de décalage de fréquence comprise entre 1 kHz et 100 MHz, les mesures ne prennent que 0,45 seconde par mesure. Les mesures du bruit de phase en temps réel améliorent non seulement considérablement la durée du test, mais elles aident également à identifier rapidement la cause première du comportement indésirable d'une source testée.
Les récepteurs à double canal permettent une technique de « corrélation croisée » pour réduire le bruit de fond de l'instrument à toutes les fréquences décalées. Traditionnellement, le bruit de phase de la source de référence utilisée dans le système limite la sensibilité de la mesure. Cependant, cette technique annule essentiellement les bruits des sources de référence intégrées et surmonte les limitations. Le degré de suppression du bruit dépend du « nombre » de corrélations. Par exemple, une corrélation 100 fois réduit de 10 dB le bruit de fond de phase. Des corrélations allant jusqu'à 10 000-fois produisent une amélioration de la sensibilité au bruit de phase de 20 dB.
Le bruit de phase intégré entre deux points spécifiés par la fonction de marqueur de bande peut être calculé automatiquement. La gigue RMS et la FM résiduelle sont également affichées. Cette fonction vous permet d'évaluer rapidement et précisément la contribution au bruit dans les canaux de communication ou la gigue aléatoire des sources d'horloge.
Les commandes et l'interface d'un analyseur de signal peuvent varier en fonction du modèle et du fabricant, mais la plupart des analyseurs de signaux ont plusieurs fonctionnalités standard.
Vous contrôlez la plage de fréquences, la plage et la résolution à l'aide de molettes ou de boutons sur le panneau avant. Le réglage de ces paramètres modifie la plage de fréquences affichées à l'écran.
La trace, ou ligne, sur l'écran représente la force de la fréquence du signal. Vous ajustez l'amplitude de la trace à l'aide du bouton d'échelle verticale. Déplacez la trace de haut en bas sur l'écran en ajustant le décalage.
Le réglage du niveau contrôle les niveaux de puissance maximum et minimum affichés sur l'écran, appelés échelle verticale. Il est important de noter que le réglage du niveau n'affecte pas la puissance réelle du signal mesuré. Vous ajustez le réglage du niveau à l’aide de la molette du panneau avant.
La base de temps, ou vitesse de balayage, est une autre fonctionnalité importante de l'analyseur de signaux. Cela contrôle le temps nécessaire à la trace pour se déplacer sur l'écran. Une vitesse de balayage plus rapide vous permettra de voir de brèves anomalies du signal. Ajustez la base de temps en fonction de la vitesse souhaitée à l'aide d'un cadran situé sur le panneau avant de l'analyseur. La plupart des analyseurs de signaux disposent d'une fonction de mise à l'échelle automatique qui ajuste automatiquement les paramètres de niveau et de vitesse de balayage. Il s'agit d'une fonctionnalité pratique si vous ne savez pas quels paramètres utiliser.
Maintenance préventive de l'analyseur de signaux
Lors des connexions à l'analyseur de signal, assurez-vous que le niveau de puissance du signal appliqué est inférieur au niveau de dommage indiqué pour chacun des ports. Pour les ports RF, ces informations sont généralement affichées par le port et dans la section spécifications des manuels des produits. Les circuits de l'analyseur peuvent être endommagés lorsqu'une puissance RF excessive est appliquée et/ou que la limite CC est dépassée. Pour éviter les dommages dans la plupart des situations, des atténuateurs externes haute puissance peuvent être utilisés.
Une maintenance préventive régulière comprenant le nettoyage, le réglage et la vérification vous aidera à :
● Assurez-vous que votre instrument est disponible lorsque vous en avez besoin.
● Maintenir des performances optimales de l'instrument.
● Assurez-vous que votre instrument dispose des dernières mises à jour et améliorations des fonctionnalités.
● Évitez les temps d'arrêt et les réparations imprévus et coûteux.
● Prolongez la durée de vie utile de votre instrument.
Vous trouverez ici des informations générales sur la maintenance préventive lorsqu'elles s'appliquent à tous les analyseurs de signaux, ainsi que des informations sur la maintenance préventive spécifiques à l'instrument, le cas échéant.
Le fonctionnement/vérification du produit consiste en des tests fonctionnels de divers paramètres de l'instrument qui donnent un degré élevé de confiance dans le bon fonctionnement de l'analyseur. Ils sont recommandés pour vérifier le fonctionnement de l’analyseur lors d’une inspection à réception ou après une réparation. L'analyse de l'incertitude de mesure n'est pas disponible pour les tests fonctionnels et l'analyseur est vérifié par rapport à des limites plus larges que les spécifications publiées. Les tests fonctionnels sont conçus pour tester un analyseur fonctionnant dans la plage de température définie par les spécifications de l'analyseur en utilisant un ensemble minimum d'équipements de test. Si un test échoue, des tests de performances doivent être exécutés pour confirmer qu’un problème existe.
Notre usine
Créée en 2016, PH Tool and Test Equipment Inc s'efforce de s'améliorer continuellement et d'offrir la meilleure valeur à ses clients. Nous proposons à nos clients plusieurs solutions pratiques, efficaces et rentables pour les besoins en équipements de test de leur entreprise ou de leurs projets. Que vous ayez besoin de louer et d'acheter du matériel de test, de réparer du matériel de test, de vendre ou d'échanger du matériel, nous nous engageons à fournir un service client de qualité supérieure et un équipement de test électronique de haute qualité.
Q : Quelle est la différence entre un analyseur de signal et un générateur de signal ?
Q : Quelle est la différence entre un analyseur de signal et un oscilloscope ?
Q : Quelle est la différence entre l'analyseur de réseau et l'analyseur de signal ?
Q : Quels sont les différents types d’analyseurs de signaux ?
Q : Pourquoi utilisons-nous un analyseur de signal ?
Q : Comment s’appelle également un analyseur de réseau ?
Q : Qu'est-ce qu'un analyseur de signal de communication ?
Q : Qu'est-ce qu'un analyseur de spectre et de signaux ?
Q : Comment visualisez-vous les signaux ?
Q : Quel est le but du système de signalisation ?
Q : Combien de types d’analyseurs existe-t-il ?
Q : Quelle est la différence entre un compteur et un analyseur ?
Q : Quelles sont les deux choses qu'un analyseur Wi-Fi peut effectuer ?
Q : Quels sont les différents types d’analyseurs de signaux ?
Q : Qu'est-ce qu'un analyseur de signal dynamique ?
Q : Quel est un exemple de traitement du signal ?
Q : Quelles sont les 5 applications du traitement du signal ?
Q : À quoi devrait ressembler un analyseur de spectre ?
Q : Comment tester mon antenne avec un analyseur de spectre ?
Q : Quelle est la précision d’un analyseur de spectre ?
En tant que l'un des principaux fabricants de signaux en Chine, nous vous invitons chaleureusement à acheter un signal de haute qualité en stock ici dans notre usine. Tous nos produits sont de haute qualité et à prix compétitif. Pour plus d’informations, contactez-nous dès maintenant.
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