Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

Grundlagen der Spektrumanalyse Verbesserung der Eingangsanpassung Die HF-Dämpfung eines Spektrumanalysators sollte – sofern die Empfindlichkeit ausreichend ist – immer auf mindestens 10 dB eingestellt sein. Hierdurch wird nicht nur der erste Mischer gegen Zerstörung durch zu hohe Eingangssignale geschützt, sondern auch die Eingangsanpassung erhöht: Wird einem Zweitor mit einer Rückflußdämpfung am Eingang von z.B. a r = 10 dB ein ideales Dämpfungsglied mit der Dämpfung a = 6 dB vorgeschaltet, so beträgt die Rückflußdämpfung a r,ges der Gesamtanordnung a r + 2 · a, also hier 22 dB. In Bild 5-26 ist dies für einen Spektrumanalysator dargestellt. a r,ges a Dämpfungsglied Spektrumanalysator Bild 5-26 Verbesserung der Eingangsanpassung eines Spektrumanalysators durch Vorschalten eines Dämpfungsglieds Die Rückflußdämpfung von realen Dämpfungsgliedern, also auch der Eichleitung eines Spektrumanalysators, ist begrenzt, d.h. die theoretische Verbesserung wird unter Umständen nicht erreicht. Dennoch ist die Eingangsanpassung einer Eichleitung in der Regel deutlich besser als die des breitbandigen ersten Mischers. Besonders bei Messungen an Objekten mit schlechter Ausgangsanpassung wird durch eine Eichleitungseinstellung von ≥10 dB auch die Pegelmeßgenauigkeit deutlich erhöht. In Spektrumanalysatoren kann die HF-Dämpfung in der Regel an den Referenzpegel gekoppelt werden. Jedoch wird in dieser gekoppelten Betriebsart selbst bei sehr niedrigem Referenzpegel aus obigen Gründen stets eine minimale HF-Dämpfung von z.B. 10 dB eingestellt. a r Leistungsmerkmale von Spektrumanalysatoren 5.10.2 Berechnung der Gesamtmeßunsicherheit Welche Fehlerquellen in die Gesamtmeßunsicherheit eingehen, ist von der Art der Messung abhängig. Im folgenden wird dies für häufige Meßaufgaben erläutert. Messung des Absolutpegels Soll der Absolutpegel eines Sinussignals gemessen werden, so gehen in der Regel folgende Beiträge in die Gesamtmeßunsicherheit ein: • Absoluter Pegelfehler • Frequenzgang (nur wenn die Signalfrequenz deutlich von der Frequenz der internen Kalibrierquelle abweicht) • Eichleitung (nur wenn die Eichleitungseinstellung von der bei der Datenblattangabe zum Absolutfehler angegebenen abweicht) • ZF-Verstärkung (nur wenn der eingestellte Referenzpegel von dem bei der Datenblattangabe zum Absolutfehler angegebenen abweicht) • Linearität Der zu berücksichtigende Linearitätsfehler ist davon abhängig, wie weit der Eingangssignalpegel unter dem Referenzpegel liegt. • Bandbreitenumschaltung (nur wenn die eingestellte Bandbreite von der bei der Datenblattangabe zum Absolutfehler angegebenen abweicht) Bei Rausch- oder Kanalleistungsmessungen ist zusätzlich der Bandbreitenfehler zu berücksichtigen. Relative Pegelmessung Bei der Messung des Pegelunterschieds zwischen zwei Sinussignalen sind die nachfolgenden Fehlerbeiträge zu berücksichtigen. 156 157
Grundlagen der Spektrumanalyse Leistungsmerkmale von Spektrumanalysatoren • Frequenzgang (nur wenn die Signalfrequenz zwischen den einzelnen Messungen deutlich variiert) • Eichleitung Wird die Eichleitungseinstellung während der Messung nicht verändert, so ist dieser Beitrag nicht zu berücksichtigen. • ZF-Verstärkung Wird der Referenzpegel während der Messung nicht verändert, so ist dieser Beitrag nicht zu berücksichtigen. • Linearität • Bandbreitenumschaltung Wird die Bandbreite während der Messung nicht verändert, so ist dieser Beitrag nicht zu berücksichtigen. Bei Rausch- oder Kanalleistungsmessungen ist zusätzlich der Bandbreitenfehler zu berücksichtigen, sofern die Auflösebandbreite zwischen den Messungen verändert wird. Um bei relativer Pegelmessung den Meßfehler zu minimieren, sollten Auflösebandbreite, Eichleitungseinstellung (HF-Dämpfung) und Referenzpegel während der Messung nicht verändert werden. Es gehen dann nur mehr der Linearitätsfehler und ggf. der Frequenzgang in die Gesamtmeßunsicherheit ein. Tabelle 5-2 zeigt für weitere typische Messungen, welche Fehlerbeiträge jeweils zu berücksichtigen sind. Aus den einzelnen Beiträgen läßt sich ein maximaler Fehler (worst case) durch einfache Addition der relevanten Einflußgrößen berechnen. Der so errechnete Maximalfehler hat ein Vertrauensniveau von 100 %, d.h. der bei einer Messung tatsächlich auftretende Fehler überschreitet nie die berechneten Fehlergrenzen. In der Praxis stellt man jedoch fest, daß der Maximalfehler nur selten erreicht wird. Wenn sich der Gesamtfehler aus vielen Einzelfehlern zusammensetzt, die voneinander unabhängige Ursachen haben, so ist es statistisch ein sehr seltenes Ereignis, daß bei einer Messung sämtliche Einzelfehler gleichzeitig mit ihrem maximalen Wert und gleichem Vorzeichen auftreten. Messung Absolut- Harmo- Abstand von Intercept-Punkt Kanal- Relative Leistung im Phasenrauschen Phasenrauschen, pegel eines nischen- Intermodula- 3. Ordnung leistung Nachbar- Zeitbereich bei großem trägernah CW-Signals abstand tionsprodukten kanal- (z.B. bei Trägerabstand 3. Ordnung leistung TDMA-Signa- mit Veränderung (trägernah) len), relativ von HF-Dämpfung Fehlerbeitrag und Referenzpegel Absolutfehler ● ● ● Frequenzgang ● ● ● ● Eichleitungsfehler ● ● ● ● ZF-Verstärkungsfehler ● ● ● ● Linearitätsfehler ● ● ● ● ● ● ● ● ● Fehler der Band- ● ● ● breitenumschaltung Bandbreitenfehler ● ● ● ● Fehler aufgrund begrenzter ● ● Anzahl von Meßwerten Fehlanpassung ● ● ● ● Tabelle 5-2 Fehlerbeiträge bei üblichen Messungen mit einem Spektrumanalysator 158 159
Seite 1 und 2:
Christoph Rauscher (Volker Janssen,
Seite 3 und 4:
Inhalt Inhalt 5.10.2 Berechnung der
Seite 5 und 6:
Grundlagen der Spektrumanalyse Sign
Seite 7 und 8:
Grundlagen der Spektrumanalyse Sign
Seite 9 und 10:
Grundlagen der Spektrumanalyse Aufb
Seite 11 und 12:
Seite 13 und 14:
Seite 15 und 16:
Seite 17 und 18:
Grundlagen der Spektrumanalyse 4 PR
Seite 19 und 20:
Grundlagen der Spektrumanalyse Prak
Seite 21 und 22:
Seite 23 und 24:
Seite 25 und 26:
Seite 27 und 28: Grundlagen der Spektrumanalyse Prak
Seite 51 und 52: Grundlagen der Spektrumanalyse Leis
Seite 77: Grundlagen der Spektrumanalyse Leis
Seite 83 und 84: Korrekturfaktor c N / dB 10 8 6 4 2
Seite 87 und 88: Grundlagen der Spektrumanalyse Häu
Seite 97 und 98: Häufige Messungen und Funktionserw
Seite 105 und 106: Dämpfung Grundlagen der Spektruman
Seite 109 und 110: Grundlagen der Spektrumanalyse Die
Seite 111 und 112: Grundlagen der Spektrumanalyse Der
Alle anzeigen

Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?