Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann

Grundlagen der Spektrumanalyse
Praktische Realisierung eines Analysators
A e
0
|A e |
t
A ZF
0
|A ZF |
B ZF
t
A Video
0
|A Video |
t
reproduzierbar. Bei einem Sinussignal wird die Pegelanzeige nicht durch
die Reduzierung der Videobandbreite beeinflußt. Dies wird deutlich, wenn
man in Bild 4-18a die aus dem sinusförmigen Eingangssignal resultierende
Videospannung betrachtet. Es handelt sich dabei um eine reine Gleichspannung,
das Videofilter nimmt daher keinen Einfluß auf den Pegel
des Videosignals.
RBW 300 kHz
VBW 1 MHz
0
d)
f
0
f ZF
f
0
f
Ref -40 dBm
-50
-60
Att 10 dB
SWT 2.5 ms
A
Bild 4-18 (Frts.) Videosignal (gelbe Kurven) und ZF-Signal nach ZF-Filter (blaue
Kurven) bei verschiedenen Eingangssignalen (grüne Kurven) und Auflösebandbreiten
d) Rauschen
1 AP
CLRWR
-70
-80
-90
- 1 00
-110
Dem Hüllkurvengleichrichter folgt das sogenannte Videofilter (35), mit
dem die Videobandbreite (Video Bandwidth, VBW) festgelegt wird. Es handelt
sich dabei um einen Tiefpaß erster Ordnung, mit dem das Videosignal
von Rauschen befreit, d. h. die später angezeigte Meßkurve geglättet werden
kann; die Anzeige wird dadurch stabiler. Bei dem hier beschriebenen
Analysator ist das Videofilter bereits digital realisiert. Das Videosignal wird
daher am Ausgang des Hüllkurvendetektors zunächst mit Hilfe eines A-D-
Wandlers (34) abgetastet und in der Amplitude quantisiert.
Ähnlich wie durch die Auflösebandbreite wird die maximal zulässige
Sweep-Geschwindigkeit auch durch die Videobandbreite begrenzt. Mit abnehmender
Videobandbreite steigt die mindestens erforderliche Sweep-
Zeit (siehe auch Kapitel 4.6.1).
Betrachtet man die Beispiele in Bild 4-18, so wird deutlich, daß die
Videobandbreite abhängig von der Auflösebandbreite und der jeweiligen
Meßanwendung eingestellt werden muß. Ebenso ist bei der Einstellung
der verwendete Detektor zu berücksichtigen (siehe Kapitel 4.5). Die nachfolgenden
Ausführungen gelten nicht bei Verwendung des RMS-Detektors
(siehe auch Kapitel 4.4, Detektoren).
Bei Messungen an Sinussignalen mit ausreichendem Signal-Rausch-
Abstand wird üblicherweise die Videobandbreite gleich der Auflösebandbreite
gesetzt. Bei geringem Signal-Rausch-Abstand kann aber durch Reduzierung
der Videobandbreite eine wesentlich stabilere Anzeige erreicht
werden. Signale mit schwachem Pegel treten dadurch im Spektrum deutlicher
in Erscheinung (siehe Bild 4-19), Pegelmeßwerte werden stabiler und
1 AP
CLRWR
-120
-130
Center 100 MHz
Ref -40 dBm
-50
-60
-70
-80
-90
-100
-110
-120
-130
Center 100 MHz
Att 10 dB
RBW 300 kHz
* VBW 300 Hz
SWT 280 ms
PRN
EXT
1 MHz/ Span 10 MHz
1 MHz/ Span 10 MHz
Bild 4-19 Sinussignal mit geringem S/N bei großer und kleiner Videobandbreite
(obere bzw. untere Bildschirmhälfte)
Um bei Rauschmessungen stabile und reproduzierbare Meßergebnisse zu
erzielen, wählt man ebenfalls eine schmale Videobandbreite. Die Bandbreite
des Rauschens reduziert sich dadurch mit der Folge, daß hohe Rauschspitzen
gemittelt werden. Wie in Kapitel 4.4, Detektoren, noch ausführlich
beschrieben wird, liegt der angezeigte gemittelte Rauschleistungspegel um
2,5 dB unter dem tatsächlichen Effektivwert.
B
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