Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann

Grundlagen der Spektrumanalyse
Praktische Realisierung eines Analysators
1 AP
CLRWR
a)
1 AP
CLRWR
b)
* RBW 3 MHz
* VBW 10 MHz
Ref -10 dBm * Att 0 dB
SWT 5 ms
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
-100
-110
Marker 1 [T1]
-53.77 dBm
1.04000000 GHz
Start 300 MHz 100 MHz/
Stop 1.3 GHz
Ref -10 dBm * Att 0 dB
SWT 5 ms
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
- 9 0
-100
-110
1
* RBW 3 MHz
* VBW 10 MHz
Start 800 MHz 50 MHz/
Stop 1.3 GHz
1
Marker 1 [T1]
-53.74 dBm
1.04000000 GHz
Bild 4-34 Aussteuerung des Spektrumanalysators mit einem Sinussignal mit
f = 520 MHz (a). Die im ersten Mischer entstehende zweite Harmonische mit
f = 1040 MHz tritt auch dann in Erscheinung, wenn die Grundwelle des Signals
nicht im dargestellten Spektrum enthalten ist (b).
A
PRN
A
PRN
Um Übersteuerung zu vermeiden, sollte der Mischerpegel, also der
Gesamtsignalpegel am Ende des ersten Mischers, unterhalb von dessen
1-dB-Kompressionspunkt liegen. Dieser ist dem Datenblatt des jeweiligen
Spektrumanalysators zu entnehmen (siehe auch Kapitel 5.4). Die Einstellung
des Mischerpegels erfolgt, wie in Kapitel 4.6.2 gezeigt, mit Hilfe der
Eichleitung. Einige moderne Spektrumanalysatoren verfügen über einen
Overload-Detektor vor dem ersten Mischer, wodurch bei Übersteuerung
entsprechende Warnungen z.B. über das Display ausgegeben werden können.
Verfügt das Eingangssignal des Spektrumanalysators über eine
schmalbandige, mitlaufende Vorselektion, so ist die Gefahr der Übersteuerung
des Analysators durch Signale außerhalb des darzustellenden Frequenzbereichs
deutlich geringer. Bei dem in diesem Kapitel beschriebenen
Analysator ist eine schmalbandige Vorselektion in Form eines mitlaufenden
YIG-Filters im Signalpfad für den Frequenzbereich 3 bis 7 GHz enthalten.
Wird in diesem Frequenzbereich ein kleiner Span dargestellt, so kann
der erste Mischer lediglich durch Signale innerhalb oder nahe des dargestellten
Frequenzbereichs übersteuert werden. Aufgrund der begrenzten
Flankensteilheit des YIG-Filters müssen Eingangssignale außerhalb des
dargestellten Frequenzbereichs einen gewissen Abstand zum interessierenden
Bereich aufweisen, um durch das Filter ausreichend abgeschwächt
zu werden und den ersten Mischer nicht zu übersteuern (siehe Bild 4-35).
Um EMV-Messungen, bei denen oftmals sehr viele spektrale Komponenten
mit hohem Pegel gleichzeitig auftreten, mit einem Spektrumanalysator
normgerecht durchführen zu können, lassen sich Analysatoren
optional meist auch im unteren Eingangsfrequenzbereich um eine schmalbandige,
mitlaufende Vorselektion erweitern.
ZF-Signalverarbeitung bis zum Auflösefilter
Dem ersten Mischer folgen weitere analoge Signalverarbeitungsstufen wie
ZF-Verstärker und weitere Umsetzstufen. Diese Stufen können nur durch
starke Signale innerhalb bzw. in der Nähe des dargestellten Frequenzbereichs
übersteuert werden. Signale außerhalb des Darstellbereichs werden
nach der ersten Umsetzung durch die folgenden ZF-Filter unterdrückt, sofern
deren Frequenzabstand zum interessierenden Frequenzbereich ausreichend
groß ist (siehe Bild 4-36). Das ZF-Filter in der 1. und 2. Zwischenfrequenzstufe
ist meist sehr breit, der notwendige Frequenzabstand daher
unter Umständen sehr groß (durchaus einige 100 MHz).
92
93