Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann
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<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Spektrumanalyse</strong><br />
Praktische Realisierung eines Analysators<br />
(vgl. Gl. 4-17) muß hierzu die Videobandbreite mindestens so groß wie die<br />
Auflösebandbreite sein (RBW/VBW = 1). Wird hingegen das ZF-Filter digital<br />
realisiert, so kann wie oben beschrieben durch entsprechende Kompensation<br />
ein Proportionalitätsfaktor von k = 1 erreicht werden, d. h. die minimal<br />
erfor<strong>der</strong>liche Sweep-Zeit kann um den Faktor 2,5 gesenkt werden. Um<br />
bei dieser verringerten Sweep-Zeit dennoch ein Einschwingen des Videofilters<br />
sicherzustellen, ist die Videobandbreite etwa um den Faktor 3<br />
größer als die Auflösebandbreite zu wählen (RBW/VBW = 0,3).<br />
L<br />
max.<br />
Eingangspegel<br />
Aussteuergrenze<br />
(Referenzpegel)<br />
HF-Dämpfung<br />
a<br />
HF<br />
Starkes Eingangssignal<br />
Aussteuergrenze des Logarithmierers/A-D-Wandlers<br />
ZF-Verstärkung<br />
g ZF<br />
4.6.2 Referenzpegel und HF-Dämpfung<br />
Mischerpegel<br />
Spektrumanalysatoren ermöglichen Messungen in einem sehr weiten<br />
Pegelbereich, <strong>der</strong> durch das Eigenrauschen und den maximal zulässigen<br />
Eingangspegel begrenzt wird (siehe hierzu auch Kapitel 5.1, Eigenrauschen,<br />
bzw. Kapitel 5.4, 1-dB-Kompressionspunkt und maximaler Eingangspegel).<br />
Bei mo<strong>der</strong>nen Analysatoren kann sich dieser Pegelbereich durchaus<br />
von –147 dBm bis +30 dBm (bei einer Auflösebandbreite von 10 Hz),<br />
also über nahezu 180 dB erstrecken. Beide Grenzen können aber nicht<br />
gleichzeitig erreicht werden, da sie zum einen verschiedene Einstellungen<br />
erfor<strong>der</strong>n und zum an<strong>der</strong>en <strong>der</strong> Dynamikbereich von Logarithmierern,<br />
Hüllkurvendetektoren sowie A-D-Wandlern ohnehin deutlich geringer ist.<br />
Im gesamten Pegelbereich kann daher nur ein gewisses Fenster genutzt<br />
werden, dessen Lage durch entsprechende Einstellung des Referenzpegels,<br />
also des maximal darzustellenden Signalpegels, vom Benutzer an die<br />
jeweilige Meßanwendung anzupassen ist. In Abhängigkeit davon wie<strong>der</strong>um<br />
ist die HF-Dämpfung a HF sowie die ZF-Verstärkung g ZF einzustellen.<br />
Um eine Übersteuerung o<strong>der</strong> sogar Zerstörung des ersten Mischers<br />
sowie <strong>der</strong> folgenden Verarbeitungsstufen zu vermeiden, müssen Eingangssignale<br />
mit hohem Pegel durch die Eichleitung des Analysators entsprechend<br />
abgeschwächt werden (siehe Bild 4-30). Die bei gegebenem Referenzpegel<br />
erfor<strong>der</strong>liche Dämpfung ist von <strong>der</strong> Aussteuerfestigkeit des<br />
ersten Mischers sowie <strong>der</strong> nachfolgenden Stufen abhängig. Der Pegel am<br />
Eingang des ersten Mischers (<strong>der</strong> sogenannte Mischerpegel) sollte deutlich<br />
unter dem 1-dB-Kompressionspunkt liegen. Durch Nichtlinearitäten<br />
entstehen im Spektrumanalysator Produkte, <strong>der</strong>en Pegel mit zunehmendem<br />
Mischerpegel überproportional wachsen. Bei zu hohem Mischerpegel<br />
können sie im dargestellten Spektrum störend in Erscheinung treten,<br />
wodurch <strong>der</strong> sogenannte intermodulationsfreie Bereich reduziert wird.<br />
a)<br />
L<br />
max.<br />
Eingangspegel<br />
Mischerpegel<br />
Aussteuergrenze<br />
(Referenzpegel)<br />
b)<br />
Eingang 1. Mischer Logarithmierer/<br />
Hüllkurverdetektor/<br />
A-D-Wandler<br />
HF-Dämpfung<br />
a HF<br />
Schwaches Eingangssignal<br />
Eingang 1. Mischer Logarithmierer/<br />
Hüllkurverdetektor/<br />
A-D-Wandler<br />
Bild 4-30 Anpassung von HF-Dämpfung und ZF-Verstärkung an den maximal<br />
darzustellenden Signalpegel (Max. Signalpegel = Referenzpegel)<br />
Aussteuerbereich<br />
Aussteuergrenze des Logarithmierers/A-D-Wandlers<br />
Aussteuerbereich<br />
ZF-Verstärkung<br />
g ZF<br />
84<br />
85