Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann
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 />
1 AP<br />
CLRWR<br />
a)<br />
1 AP<br />
CLRWR<br />
b)<br />
* RBW 3 MHz<br />
* VBW 10 MHz<br />
Ref -10 dBm * Att 0 dB<br />
SWT 5 ms<br />
-10<br />
-20<br />
-30<br />
-40<br />
-50<br />
-60<br />
-70<br />
-80<br />
-100<br />
-110<br />
Marker 1 [T1]<br />
-53.77 dBm<br />
1.04000000 GHz<br />
Start 300 MHz 100 MHz/<br />
Stop 1.3 GHz<br />
Ref -10 dBm * Att 0 dB<br />
SWT 5 ms<br />
-10<br />
-20<br />
-30<br />
-40<br />
-50<br />
-60<br />
-70<br />
-80<br />
- 9 0<br />
-100<br />
-110<br />
1<br />
* RBW 3 MHz<br />
* VBW 10 MHz<br />
Start 800 MHz 50 MHz/<br />
Stop 1.3 GHz<br />
1<br />
Marker 1 [T1]<br />
-53.74 dBm<br />
1.04000000 GHz<br />
Bild 4-34 Aussteuerung des Spektrumanalysators mit einem Sinussignal mit<br />
f = 520 MHz (a). Die im ersten Mischer entstehende zweite Harmonische mit<br />
f = 1040 MHz tritt auch dann in Erscheinung, wenn die Grundwelle des Signals<br />
nicht im dargestellten Spektrum enthalten ist (b).<br />
A<br />
PRN<br />
A<br />
PRN<br />
Um Übersteuerung zu vermeiden, sollte <strong>der</strong> Mischerpegel, also <strong>der</strong><br />
Gesamtsignalpegel am Ende des ersten Mischers, unterhalb von dessen<br />
1-dB-Kompressionspunkt liegen. Dieser ist dem Datenblatt des jeweiligen<br />
Spektrumanalysators zu entnehmen (siehe auch Kapitel 5.4). Die Einstellung<br />
des Mischerpegels erfolgt, wie in Kapitel 4.6.2 gezeigt, mit Hilfe <strong>der</strong><br />
Eichleitung. Einige mo<strong>der</strong>ne Spektrumanalysatoren verfügen über einen<br />
Overload-Detektor vor dem ersten Mischer, wodurch bei Übersteuerung<br />
entsprechende Warnungen z.B. über das Display ausgegeben werden können.<br />
Verfügt das Eingangssignal des Spektrumanalysators über eine<br />
schmalbandige, mitlaufende Vorselektion, so ist die Gefahr <strong>der</strong> Übersteuerung<br />
des Analysators durch Signale außerhalb des darzustellenden Frequenzbereichs<br />
deutlich geringer. Bei dem in diesem Kapitel beschriebenen<br />
Analysator ist eine schmalbandige Vorselektion in Form eines mitlaufenden<br />
YIG-Filters im Signalpfad für den Frequenzbereich 3 bis 7 GHz enthalten.<br />
Wird in diesem Frequenzbereich ein kleiner Span dargestellt, so kann<br />
<strong>der</strong> erste Mischer lediglich durch Signale innerhalb o<strong>der</strong> nahe des dargestellten<br />
Frequenzbereichs übersteuert werden. Aufgrund <strong>der</strong> begrenzten<br />
Flankensteilheit des YIG-Filters müssen Eingangssignale außerhalb des<br />
dargestellten Frequenzbereichs einen gewissen Abstand zum interessierenden<br />
Bereich aufweisen, um durch das Filter ausreichend abgeschwächt<br />
zu werden und den ersten Mischer nicht zu übersteuern (siehe Bild 4-35).<br />
Um EMV-Messungen, bei denen oftmals sehr viele spektrale Komponenten<br />
mit hohem Pegel gleichzeitig auftreten, mit einem Spektrumanalysator<br />
normgerecht durchführen zu können, lassen sich Analysatoren<br />
optional meist auch im unteren Eingangsfrequenzbereich um eine schmalbandige,<br />
mitlaufende Vorselektion erweitern.<br />
ZF-Signalverarbeitung bis zum Auflösefilter<br />
Dem ersten Mischer folgen weitere analoge Signalverarbeitungsstufen wie<br />
ZF-Verstärker und weitere Umsetzstufen. Diese Stufen können nur durch<br />
starke Signale innerhalb bzw. in <strong>der</strong> Nähe des dargestellten Frequenzbereichs<br />
übersteuert werden. Signale außerhalb des Darstellbereichs werden<br />
nach <strong>der</strong> ersten Umsetzung durch die folgenden ZF-Filter unterdrückt, sofern<br />
<strong>der</strong>en Frequenzabstand zum interessierenden Frequenzbereich ausreichend<br />
groß ist (siehe Bild 4-36). Das ZF-Filter in <strong>der</strong> 1. und 2. Zwischenfrequenzstufe<br />
ist meist sehr breit, <strong>der</strong> notwendige Frequenzabstand daher<br />
unter Umständen sehr groß (durchaus einige 100 MHz).<br />
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