|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל איך מייקרים מנתח ספקטרום זול. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה אם יש צורך להעריך את רוחב הפס של האות הנפלט, חוסר היציבות של תדר ההפעלה, דיכוי פליטות מחוץ לפס ופליטות מזויפות, עיוות אות פס הבסיס של משדר הרדיו, מה עושים? זה נכון, קח את מנתח הספקטרום שלך (AC) HP 8560 series E ומדוד את כל מה שאתה צריך! אבל הרשו לי לומר לכם, אין לי HP, יש לי את המנתח הכי רגיל של הייצור המקומי ביותר בעולם! במקרה זה, תסכימו איתי שהרגישות של מנתח ספקטרום לעולם אינה גבוהה מדי! רגישות, למען האמת, תמיד לא מספיקה, כי. התמודדות עם אותות קטנים מאוד. הדבר השני שבוודאי תסכים איתו הוא שתמיד יש מעט טווח דינמי, אתה תמיד רוצה יותר! יש צורך בטווח דינמי גדול כאשר מסתכלים על הספקטרום של אות בנוכחות הפרעות חזקות מאוד או אות אחר. לרוב, בעיה כזו מתעוררת בעת הערכת רמת ההרמונית השנייה או השלישית של אות המשדר. עיון בחוברות של יצרנים בולטים של ציוד מדידה, לפעמים זה הופך להיות חבל על מנתח משלך. לכן, כדי שיהיה לנו מה לענות ל"אימפריאליסטים", נשתף אתכם בכמה טיפים והמלצות כיצד להשיג את הרגישות והטווח הדינמי הדרושים לפתרון בעיות שרק מכשירים מיובאים יקרים יכולים לעשות. טווח דינמי הטווח הדינמי של כל מכשיר קליטה פעיל מוערך לפי פרמטר קבוע מראש המאפיין את העיוותים השונים המתרחשים במכשיר זה כאשר אות RF עובר דרכו. במילים אחרות, זה ההבדל בין הערכים המקסימליים והמינימליים של רמות האות שבהן לא נצפה עדיין עיוות. הסיבה לעיוותים אלו היא חוסר הלינאריות של נתיב ההגברה של המכשיר המדובר. ישנם סוגים שונים של אי-לינאריות, ולכן משתמשים במאפיינים שונים להערכת הטווח הדינמי. המאפיינים החשובים ביותר הם הטווח הדינמי הליניארי והטווח הדינמי של IMD מסדר שלישי בנקודת IP3 (איור 3). כשבוחנים את שניהם, אי אפשר להסתדר בלי שימוש במושג כזה כמאפיין משרעת, שלפיו אפשר לשפוט את מידת העיוות הלא ליניארי.
מאפיין המשרעת הכללית (ACH) של המכשיר הנדון מוצג בסולם לוגריתמי כפול באיור 1 (עקומה 1). האות המינימלי שניתן לזיהוי נחשב גבוה ב-3 dB מהרעש של המכשיר עצמו. לכן, תחילת החתך הליניארי של המאפיין מלמטה נחשבת לנקודה על ה-AX, המקבילה לעודף של 3 dB מהרעש שלו במוצא, ולכניסה המינימלית המקבילה Pתוך דקות ופלט Rתפוקה מינימלית כּוֹחַ. הגבול העליון של הקטע הליניארי של ה-AX הוא הנקודה שבה המאפיין בפועל סוטה מהאידיאל (הליניארי) ב-1 dB. נקודה זו מתאימה לקלט Р1dBv ופלט R1dBout כוח רוויה (נקודת דחיסה). ההבדל (בדציבלים) בין הספק הכניסה הרוויה להספק אות הכניסה המינימלי קובע את הטווח הדינמי הליניארי. כידוע, ההשפעה של כל אות משתנה על אלמנט לא ליניארי היא העשרת הספקטרום שלו - מופיעים הרמוניות ורכיבי תדר משולבים. כאשר לומדים את ספקטרום האותות, הרבה צרות נגרמות על ידי שילוב תדרים של סדרים מוזרים הנופלים ישירות לפס האות הנחקר. הרכיבים השילוביים המסוכנים ביותר מהסדר השלישי, כלומר הרכיבים בתדרים 2f1-f2 ו-2f2-f1, כאשר f1 ו-f2 הם שני הרכיבים הספקטרליים המשמעותיים ביותר של אות הכניסה (לדוגמה, נושא וצד, הרמוניה ראשונה ושנייה , איתות והפרעות חזקות וכו'). הבה נבחן את ההשפעה המזיקה של הרכיבים המשולבים מהסדר השלישי על דוגמה טיפוסית, ביחס לבעיה הנידונה - מדידת רמת תנודות הצד של המשדר. על איור. 2 מציג את העיוותים השילוביים של ספקטרום האותות במוצא המשדר.
במקרה בו היחס בין רמת ההרמוניות השנייה והגבוהה יותר לראשון קטן מספיק, קיימת סכנה של מעבר לגבול החתך הליניארי של המשרעת האופיינית למסלול ההגברה של הנתח, שכן מנסים לראות אותות חלשים של הרמוניות גבוהות יותר, אנו מגדילים יתר על המידה (ביחס להרמוניה ראשונה חזקה) את הרווח של המכשיר. לאחר מכן, כתוצאה מהשפעתו של אות פוליהרמוני (המכיל שני רכיבים ספקטרליים או יותר) על הנתיב הלא-ליניארי, נוצרים רכיבים ספקטרליים קומבינתיים, שניים מהם (במקרה הפשוט ביותר, תוך התחשבות רק ברכיבים המשולבים מהראשון והקומבינציה). הרמוניות שניות, וזניחת השאר) בתדרים 2f1-f2 ו-2f2-f1 נופלים ישירות לרצועת הפעולה של האות הנבדק. יש לציין כאן שרכיבי שילוב מסדר שלישי אינם נוצרים עם שום סוג של אי-לינאריות (הם לא נוצרים עם אי-לינאריות ריבועית). על איור. 2, תדרי שילוב אלה מודגשים בהדגשה. ניתן לראות שהרכיב 2f2-f1 נופל על התדר של ההרמונית השלישית ומעוות את ערכו האמיתי. כתוצאה מכך, הצופה מסיק מסקנות שגויות לגבי הספקטרום של האות! זה נוח לקבוע את הערך של הטווח הדינמי מעיוותים שילוביים מסדר שלישי באמצעות עקומה 2 באיור. 1, המציג את התלות של רמת הנתונים של הרכיבים המשולבים ברמת אות הקלט. ההרחבות של החלקים הליניאריים של מאפייני הגובה השלישי והשילוב של תדר מצטלבים בנקודה הנקראת נקודת הכוח האופיינית (או נקודת הדחיסה) של עיוות מסדר שלישי IP3. זה מתאים לקלט (PIP3in) ופלט (РIP3out.) כוחות עיוות אופייניים מסדר שלישי. הטווח הדינמי לעיוותים שילוביים מהסדר השלישי (לפי נקודה IP3) מוגדר כהפרש בין הספק המבוא המתאים להיעדר עיוות לבין הספק של אות הכניסה המינימלי. ככל שנקודת ה-IP3 גבוהה יותר, כך הטווח הדינמי גבוה יותר, בהתאמה. מהאמור לעיל עולה שניתן לקבוע את הטווח הדינמי על פי קריטריונים שונים. בפועל, זה בדיוק מה שעושים, ואז, לפי התוצאות, הערך הגרוע ביותר נלקח כערך של הטווח הדינמי. תן רגישות! על מנת להגביר את רגישות הרמקולים, כלומר. כדי לספק את היכולת לעבד אותות ברמה נמוכה מבלי להיכנס לתוך המכשיר, מספיק לשים קדם מגבר מול הקלט שלו. מיד עולות מספר שאלות. השאלה הראשונה היא באיזה מגבר להשתמש, מה צריכים להיות הפרמטרים העיקריים שלו: רווח (להלן פשוט רווח), נתון רעש וטווח דינמי. השאלה השנייה, לא פחות חשובה, היא כיצד הכללת קדם מגבר בכניסת AC משפיעה על פעולת המעגל כולו. ננסה לענות על שאלות אלו כדי שתוכל לבחור את המגבר המתאים ליישום שלך. בעת שימוש במגברי קדם, זכור תמיד שרמת האות המקסימלית בכניסת הקדם-מגבר לא צריכה לחרוג מרמת האות המרבית המותרת בכניסה של מנתח הספקטרום, בניכוי ההגבר של הקדם-מגבר. לפשטות ההסבר, נשתמש בדוגמה ספציפית. נניח שלנתח הספקטרום שלנו יש נתון רעש של -30dB ונקודת העיוות השילובית מסדר שלישי IP3 היא +10dBm. בואו לגלות כיצד סוגים שונים של מגברים מקדימים משפיעים על המאפיינים של מעגל המדידה. איור 3 מציג את דיאגרמת החיבור של הקדם מגבר לנתח.
נניח שהגבר של קדם המגבר הוא 20dB, נתון הרעש הוא 6dB, ונקודת ה-IP3 היא +15dBm. יש צורך לקבוע את נתון הרעש והטווח הדינמי של המעגל המוצג באיור 3. כדי לחשב את נתון הרעש של המעגל באיור 3, אנו משתמשים בנוסחה עבור התקני מדורגים: Ш = Ш1+(Ш2-1)/К1 +(ШЗ-1)/К1К2, (1) שם:
נתון הרעש (בזמנים) קשור לנתון הרעש בדציבלים כדלקמן: N = 10log(f) נתון רעש (בזמנים) עבור המעגל באיור 3, מחושב לפי נוסחה (1). שווה ל-13,99. בֶּאֱמֶת: W = 4+ 1000 -1/100 = 13,99 בואו נבטא את נתון הרעש הזה בדציבלים: 10log(13.99) = 11,5 dB. לפיכך, חיבור קדם-מגבר אפשר לנו להפחית את נתון הרעש של מנתח הספקטרום ב-18,5 dB, מה שלמעשה היה מה שניסינו להשיג. עכשיו בואו נראה איך הקדם-מגבר ישפיע על נקודת ה-IP3. טבלה 1 מציגה את הקשר בין נקודת ה-IP3 של הקדם-מגבר לבין הפחתת ערך נקודת ה-IP3 עבור המעגל באיור 3. הנתונים בטבלה 1 תואמים למקרה הגרוע ביותר, כאשר רמת הרכיבים המשולבים של המנתח עצמו היא מקסימלית. העמודה השמאלית של הטבלה מציינת את העודף של נקודת ה-IP3 של הקדם-מגבר על פני נקודת ה-IP3 של הנתח.
לוח 1
בדוגמה שלנו: Preamplifier IP3 +15dBm ו-Specttrum Analyzer IP3 -+10dBm, ההבדל הוא 5dB. הערכים הקרובים ביותר של ההבדל בטבלה. 1-6 dB ו-3 dB. הפחתת IP3 היא 3,5dB ו-4,6dB בהתאמה. במקרה שלנו, ירידת ה-IP3 המחושבת על ידי אינטרפולציה ליניארית בין הערכים הללו היא 3,9 dB. כלומר, נקודת ה-IP3 של המעגל באיור 3 תתאים ל-+6,1 dBm. המשמעות היא שבכניסת הקדם-מגבר, נקודת ה-IP3 תהיה נמוכה ב-20 dB, מה שמתאים ל-13,9 dBm. אז על ידי הוספת קדם מגבר, שיפרנו את יכולת מנתח הספקטרום להתמודד עם אותות ברמה נמוכה והורדנו את הביצועים שלו באזור האותות הגדולים. זה לא מפתיע, שכן עם חיבור הקדם-מגבר נוסף למעגל המדידה עוד מכשיר אחד לא ליניארי עם טווח דינמי רחוק מאין סופי. טבלה 1 מראה שככל שהעודף של ה-IP3 של הקדם-מגבר גדול יותר על ה-IP3 של הנתח, כך ה-IP3 של המעגל כולו יורד פחות. לדוגמה, עבור ערך הפרש של 20 dB, הירידה ב-IP3 היא רק 0,8 dB. לפיכך, השימוש בקדם-מגבר בעל טווח דינמי גדול בהרבה מהטווח הדינמי של מנתח הספקטרום הוא העדיף ביותר, שכן הוא מאפשר הימנעות כמעט מוחלטת מירידה בטווח הדינמי של כל מעגל המדידה. במקרים מסוימים, על מנת להשיג רווח טוב, יש צורך לחבר מספר קדם מגברים בסדרה. שקול מה קורה כאשר אתה מדורג שני מגברים לפני מנתח ספקטרום. בואו ננתח את הסכימה המוצגת באיור 4.
לשני המגברים הקדם-מגברים אותם מאפיינים המוצגים באיור. 4. הרווח הכולל של הקדם מגברים הוא 40dB (פי 10000). נתון הרעש הכולל הוא:
עכשיו בואו לחשב את הירידה ב-IP3. לשני המגברים יש אותו ערך IP3 של +30 dBm. לפי טבלה. 1, בהפרש של 0 dB, ההפחתה ב-IP3 במוצא של קדם מגבר 2 היא 6 dB. לפיכך, IP3 במוצא של קדם מגבר 2 שווה ל
זה 14 dB יותר מערך ה-IP3 של מנתח הספקטרום. שוב, תסתכל על הטבלה. 1 ולקבל על ידי אינטרפולציה בין הערכים הקרובים ביותר: -2,4 dB עבור 10 dB ו-1,4 dB עבור 15 dB, את הערך של -1,6 dB. חישוב ערך IP3 עבור הנתח
ממצאים. לפיכך, רגישות המנתח בעת שימוש בקדם-מגבר משתפרת, והטווח הדינמי בדרך כלל מתדרדר, וככל שהטווח הדינמי של הקדם-מגבר חורג פחות מהטווח הדינמי של הנתח עצמו, כך הוא חזק יותר. ניתן להשתמש במגברים קדם לניתוח אותות חלשים. יש להימנע משימוש במגברי קדם בעת ניתוח אותות חזקים, וכן בעת ניתוח אותות חלשים בנוכחות רעש חזק. תן טווח דינמי! כפי שהוזכר לעיל, הסכנה של מעבר לטווח הדינמי היא הגדולה ביותר כאשר מעריכים את רמת ההרמונית השנייה או השלישית של אות המשדר, כלומר. כאשר ההרמונית הראשונה היא הפרעה חזקה, המובילה להופעת רכיבים משולבים עם ההרמונית הנבדקת. הבה נבחן כיצד ניתן לבטל את התופעה הלא נעימה הזו ולמדוד את הרמה ההרמונית. ניתן לפתור בעיה זו על ידי שימוש במסנן חריץ בכניסה של מנתח הספקטרום, אשר מדכא את הספק בזמן שההרמוניה השנייה או השלישית נכנסת לפס המעבר. במציאות, הטווח הדינמי של הנתח אינו מורחב, אלא ההבדל בין אותות הקלט הנצפים מצטמצם. חשוב לזכור שאסור לחרוג מרמת אות הכניסה המקסימלית שצוינה עבור מנתח הספקטרום. אין לבלבל את רמת הקלט המקסימלית המוצהרת עם נקודת הדחיסה של 1dB או נקודת ה-IP3. רמת אות הכניסה המקסימלית המותרת היא הרמה שבה מנחת הכניסה או המיקסר נשארים בגבולות ההפעלה המקובלים. נקודת ה-IP3 בדרך כלל גבוהה ב-10 עד 15 dB מנקודת הדחיסה של 1 dB. שקול את המעגל באיור 5.
המנחת משמש להגבלת הפלט של המשדר לרמה בטוחה להפעלת המנתח. נניח שרמת הקלט המקסימלית של הנתח היא +30 dBm, נקודת הדחיסה של 1 dBm היא 0 dBm, והספק המוצא של המשדר הוא 100 W (50 dBm). אם ההנחתה במנחת המותקן בין המשדר לנתח הספקטרום היא 20 dB, אזי רמת האות בכניסת הנתח שווה למקסימום המותר. עדיף להשתמש במחליש של 30 dB, שייתן לנו מרווח ראש של 10 dB. נניח שהטווח הדינמי של מנתח הספקטרום הוא 70 dB. משמעות הדבר היא שאנו יכולים למדוד את הרמות של שני אותות אם ההפרש ביניהם אינו עולה על 70 dB. כמו כן, רמת האות הגדול יותר צריכה להיות כמה דציבלים מתחת לנקודת הדחיסה של 1 dB או לנקודת ה-IP3 של הנתח. הבה נשקול דוגמה כאשר אנו צריכים למדוד את רמות ההרמוניות השניות והגבוהות יותר של האות הנחקר ביחס לנשא. נניח שהרמה ההרמונית השנייה היא 80 dB מתחת לרמת הנשא. הטווח הדינמי של המנתח הוא 70 dB, לכן ההרמוניות של האות הנחקר יתעוותו על ידי שילוב של רכיבים בסדרים מוזרים. כדי לעקוף את הקושי הזה, אנו מתקינים פילטר בין המנחת לנתח על מנת להוריד את רמת הנשא ולהכניס הפסדים מינימליים להרמונית השנייה. על מנת שהמדידות שלנו יהיו מדויקות, עלינו לדעת את ההפסדים הנגרמים על ידי מסנן החריץ בתדר ההרמוני השני. זה יכול להיות מסנן תהודה או LC. האחרון די קטן ונוח בהשוואה למסנני תהודה רגילים. ככלל, דיכוי של 20...30 dB של הספק, כך שלא קשה ליצור ולהגדיר מסנן LC קומפקטי. ראשית, אנו קובעים את ההפסדים במסנן, לשם כך מחולל האותות ומנתח הספקטרום מכוונים לתדר הנשא. לאחר מכן, לפי קריאות הנתח, המסנן מותאם לדיכוי הנשא המרבי. לאחר מכן, מחולל האותות מכוון לתדר ההרמוני השני ורמת האות מוגדרת ל-0 dBm. על פי קריאות הנתח, אנו קובעים את ההפסדים במסנן. לדוגמה, אם הנתח הוא -3 dBm, אז אובדן המסנן הוא 3 dBm. כעת אנו קובעים את הערך של ההרמוניה השנייה. בואו נרכיב את ההתקנה המוצגת באיור 6.
שמנו מסנן חריץ והגדרנו אותו לדיכוי נשא מקסימלי. כעת, על ידי הגדלת הרגישות של מנתח הספקטרום, על ידי הגדלת ההגבר של מגבר הקלט, אנו קובעים את רמת ההרמונית השנייה של האות. נניח שהרמה ההרמונית השנייה היא -60 dBm ואובדן המסנן בתדר זה הוא 3 dB. לכן, הרמה ההרמונית השנייה האמיתית היא -60 dBm - (-3 dBm) = -57 dBm. מכיוון שרמת הספק היא +20 dBm, הרמה ההרמונית השנייה היא 77 dB מתחת לרמת הנשא. הדיוק של מדידות כאלה תלוי בגורמים רבים, למשל, הפסדים בחיבור כבלים וכו'. בהספקים גבוהים, חלק מהכוח עלול לדלוף. לכן, אנו ממליצים להשתמש בכבלי חיבור מסוככים היטב לצורך מדידות ומיקום המשדר הרחק מהנתח. באמצעות גישה זו ניתן להגיע לתוצאות מדידה מדויקות מאוד. ממצאים. השימוש במסנני חריץ מאפשר לחקור את ספקטרום האותות שאינם מתאימים לטווח הדינמי של מנתח הספקטרום או אותות בנוכחות הפרעות חזקות, הגורם להופעת רכיבים משולבים בפס האות הנבדק. במקרה זה, דיוק המדידות, במידה רבה, נקבע על ידי הפרמטרים של מסננים אלה. מחבר: ג' מלניקוב, מוסקבה; פרסום: radioradar.net
עור מלאכותי לחיקוי מגע
15.04.2024 פסולת חתולים של Petgugu Global
15.04.2024 האטרקטיביות של גברים אכפתיים
14.04.2024
▪ מרכז בקרת בית חכם של איקאה DIRIGER
▪ חלק של האתר Videotechnique. מבחר מאמרים ▪ מאמר התכתבות של דגמים ושלדה DVD GRUNDIG. מַדרִיך ▪ מאמר מי הבעלים של פרס נובל ו-Ig נובל? תשובה מפורטת ▪ מאמר תנועה בהרים. עצות לטיול ▪ מאמר CD-ROM כנגן אודיו-CD. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר
www.diagram.com.ua |
ראה מאמרים אחרים סעיף 
חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:
כל השפות של דף זה