Máy phân tích quang phổ là gì và giải thích các ứng dụng của nó

Ở dạng cơ bản nhất, máy phân tích quang phổ là một công cụ kiểm tra đánh giá nhiều đặc điểm của mạch hoặc hệ thống trong dải tần số vô tuyến. Thiết bị kiểm tra tiêu chuẩn sẽ đánh giá đại lượng bằng cách tính toán biên độ của nó trong một khoảng thời gian nhất định. Nó cũng được gọi là một máy phân tích tần số.
Ví dụ, vôn kế sử dụng miền thời gian để đo biên độ điện áp. Do đó, chúng ta có thể mong đợi một đường cong hình sin đối với điện áp xoay chiều và một đường thẳng đối với điện áp một chiều. Mặt khác, các máy phân tích Quang phổ sẽ đánh giá lượng bằng cách vẽ đồ thị biên độ của nó so với tần số của nó.
Trong tín hiệu này, trục tung biểu thị biên độ, do đó đây là một đồ thị. Trục hoành trong biểu diễn miền tần số hiển thị tần suất.
Nhờ có nhiều cấu hình mô hình có sẵn, nó có thể được sử dụng cho các mục đích khác nhau trong thiết bị và đo lường. Kích thước, trọng lượng và các tính năng khác thay đổi tùy theo ứng dụng. Các ứng dụng tần số cực cao của tiện ích hiện là chủ đề nghiên cứu.
Nó có thể được liên kết với một máy tính để lưu các bài đọc vào một hệ thống kỹ thuật số.

Nguyên lý làm việc của máy phân tích phổ
Chức năng cơ bản của máy phân tích phổ là định lượng nội dung phổ của tín hiệu được đưa vào thiết bị. Một máy phân tích quang phổ sẽ sử dụng miền tần số để đo nội dung của phổ đầu ra của bộ lọc nếu chúng tôi đang phân tích đầu ra của bộ lọc thông thấp.
Nó cũng sẽ giám sát mức độ tiếng ồn xung quanh và cung cấp dữ liệu đó cho CRO trong suốt quá trình hoạt động này.
Về cơ bản, máy phân tích phổ tạo ra một quét dọc và ngang trên máy hiện sóng tia âm cực, mà nó có thể sử dụng để phân loại hoạt động của nó. Khi một tín hiệu đang được đo, chúng ta biết rằng trục hoành sẽ tương ứng với tần số và trục tung sẽ tương ứng với biên độ.
Bộ suy hao đầu vào được sử dụng để làm suy giảm mức tần số vô tuyến của tín hiệu nhằm tạo ra quét ngang của tín hiệu đo được. Đầu ra của bộ suy giảm được định tuyến vào bộ lọc thông thấp để làm mịn tín hiệu. Sau đó, tín hiệu được chuyển đến một bộ khuếch đại, giúp tăng cường độ của nó lên mức mong muốn.
Nó được kết hợp với đầu ra của bộ tạo dao động điều chỉnh tần số tại thời điểm này. Để tạo dạng sóng với sự xen kẽ định kỳ, bộ tạo dao động được sử dụng.
Sau khi được khuếch đại và kết hợp với bộ tạo dao động, tín hiệu được đưa đến bộ tách sóng ngang, bộ tách sóng này sẽ biến đổi nó thành miền tần số. Các máy phân tích quang phổ cung cấp một biểu diễn trong miền tần số của đại lượng phổ của tín hiệu.
Biên độ là điều cần thiết để quét dọc. Tín hiệu được gửi vào bộ dao động điều chỉnh điện áp, trả về biên độ của nó. Điều chỉnh tần số vô tuyến của bộ tạo dao động điều chỉnh điện áp. Các mạch dao động thường được xây dựng bằng cách sử dụng một loạt các điện trở và tụ điện. Nó được gọi là bộ tạo dao động RC, hay viết tắt là RC.
Tín hiệu trải qua sự dịch pha 180 độ hoàn chỉnh ở mức dao động. Mạch RC nhiều tầng được sử dụng để thực hiện chuyển pha này. Tiêu chuẩn là ba tầng.
Trong một số trường hợp nhất định, máy biến áp còn được sử dụng để thực hiện nhiệm vụ chuyển pha. Thông thường, một bộ tạo dốc cũng được sử dụng để điều chỉnh tần số của bộ dao động. Trong một số trường hợp nhất định, bộ điều biến độ rộng xung được kết hợp với bộ tạo độ dốc để tạo ra độ dốc của các xung.
Mạch quét dọc nhận đầu ra của bộ tạo dao động, cung cấp cho máy hiện sóng tia âm cực biên độ của nó.

Tại sao nên sử dụng Máy phân tích quang phổ?
Hiểu được hoạt động ngắn hạn và dài hạn của các tham số tần số, biên độ và điều chế là rất quan trọng do khó mô tả hoạt động của thiết bị RF hiện đại.
Các công cụ điển hình, chẳng hạn như máy phân tích phổ quét (SA) và máy phân tích tín hiệu véc tơ (VSA), thu tín hiệu trong miền tần số hoặc miền điều chế. Trong nhiều trường hợp, điều này không đủ để mô tả đầy đủ bản chất luôn thay đổi của việc truyền RF ngày nay.
Các tín hiệu RF động và nhất thời gây ra các vấn đề độc nhất và nó đã phát triển kiến ​​trúc Máy phân tích phổ thời gian thực (RTSA) để khắc phục các hạn chế đo lường của SA và VSA. Xử lý tín hiệu số (DSP) trong thời gian thực được sử dụng để phân tích tín hiệu trong Thời gian thực Spectrum Analyzer trước khi chúng được lưu trữ trong bộ nhớ.
Do tốc độ xử lý thời gian thực xảy ra, người dùng có thể nhìn thấy các sự kiện mà các hệ thống truyền thống sẽ không chú ý và kích hoạt có chọn lọc các trình kích hoạt để lưu trữ các sự kiện đó trong bộ nhớ. Dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ có thể được đánh giá kỹ lưỡng trên nhiều trường khác nhau bằng cách xử lý hàng loạt.
LISUN có máy phân tích quang phổ hoàn hảo để thử nghiệm.

Cần máy phân tích
Tín hiệu trong hệ thống liên lạc không dây được gửi từ đầu này sang đầu kia, như đã biết. Nói một cách đơn giản, tín hiệu này là thông điệp mà nó phải gửi đến đầu nhận để quá trình liên lạc diễn ra.
Tuy nhiên, chất lượng của tín hiệu xấu đi trong suốt quá trình truyền. Cường độ tín hiệu giảm chủ yếu do nhiễu ở cả kênh truyền và kênh thu. Kết quả là, chúng ta có thể kết luận rằng tiếng ồn làm giảm cường độ tín hiệu.
Nhiễu trong tín hiệu làm giảm phạm vi truyền và độ chính xác của máy thu. Do đó, giá trị cuối cùng không ổn định và thay vào đó dao động.
Nó có thể đưa cả nguồn nhiễu bên trong và bên ngoài vào đường truyền. Theo đó, chúng ta có thể chia tiếng ồn thành hai loại: bên trong và bên ngoài.
Việc truyền giữa các ăng-ten tạo ra tiếng ồn có thể được đo định lượng bằng máy phân tích hoặc máy phân tích quang phổ.

Các loại máy phân tích quang phổ chính
Nhìn chung có ba loại Máy phân tích quang phổ khác nhau dựa trên thiết kế của chúng. Một cách nhất quán, ba loại này được sử dụng:

Máy phân tích quang phổ quét (SA)
Phương pháp phân tích phổ tiêu chuẩn sử dụng một thiết lập siêu dị vòng, được điều chỉnh quét, là phương pháp tối ưu để giữ các tab trên các tín hiệu không đổi, được hiệu chỉnh. Chuyển đổi ngược tín hiệu quan tâm cho phép SA đo công suất so với tần số bằng cách quét dải thông của bộ lọc băng thông độ phân giải (RBW).
Một tần số trong phạm vi đã chọn có biên độ được đo bằng máy dò sau khi đi qua bộ lọc RBW.
Phương pháp này có khả năng cung cấp một dải động rộng, nhưng nó bị hạn chế ở chỗ nó chỉ có thể tính toán dữ liệu biên độ cho một điểm tần số duy nhất tại một thời điểm. Để đảm bảo kết quả đáng tin cậy, thử nghiệm nên được giới hạn ở các tín hiệu đầu vào tương đối ổn định theo thời gian.

Máy phân tích tín hiệu véc tơ (VSA)
Các phép đo véc tơ nhận được thông tin về cường độ và pha trong khi nghiên cứu các tín hiệu được điều chế kỹ thuật số. VSA số hóa và lưu trữ dạng sóng công suất RF được tạo bởi bất kỳ nguồn nào bên trong dải thông của thiết bị.
Để giải điều chế, đo lường và xử lý hiển thị, xử lý tín hiệu số (DSP) có thể sử dụng thông tin về cường độ và pha liên quan đến dạng sóng trong bộ nhớ.
Mặc dù giờ đây nó có thể lưu trữ các dạng sóng trong bộ nhớ, nhưng VSA vẫn không thể đưa ra đánh giá toàn diện về các sự cố nhất thời. Vì hầu hết các công cụ hoạt động ở chế độ xử lý hàng loạt nên chúng không nhận biết được các sự kiện giữa các lần mua lại.
Do khó khăn trong việc phát hiện các sự cố bất thường hoặc không thường xuyên một cách đáng tin cậy, việc kích hoạt bên ngoài thường là cần thiết; đến lượt nó, điều này có thể đòi hỏi một mức độ biết trước không hợp lý về bản thân các sự kiện.
Tương tự, VSA đấu tranh với các tín hiệu yếu khi có các tín hiệu lớn hơn và với các tín hiệu thay đổi tần số nhưng không thay đổi biên độ.

Máy phân tích quang phổ thời gian thực (RSA)
Trái ngược với quá trình xử lý sau thu nhận thông thường của VSA, RSA tiến hành phân tích tín hiệu bằng cách sử dụng xử lý tín hiệu số (DSP) thời gian thực trước khi lưu trữ bộ nhớ.
Xử lý dữ liệu trong thời gian thực cho phép người dùng phát hiện và phản ứng với các sự cố mà các thiết kế thay thế sẽ không chú ý đến, do đó thu thập có chọn lọc dữ liệu liên quan để sử dụng sau này. Sau đó, dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ có thể được phân tích chuyên sâu, liên miền thông qua xử lý hàng loạt.
Điều hòa tín hiệu, hiệu chuẩn và các hình thức phân tích khác cũng được thực hiện với sự trợ giúp của công cụ DSP thời gian thực.

Máy phân tích quang phổ đo gì?
Biên độ của tín hiệu ở các tần số khác nhau có thể được nhìn thấy trên một máy phân tích quang phổ. Nó có thể kiểm tra xem tín hiệu có nằm trong phạm vi chấp nhận được hay không. Nó hiển thị các tạo tác như tiếng ồn, dạng sóng phức tạp, sự cố không thường xuyên và tín hiệu sai.
Các tín hiệu nhất thời có thể được kiểm tra bằng cách sử dụng máy phân tích phổ, cũng như có thể phát sóng liên tục, trục trặc và hiện tượng tín hiệu mạnh hơn che giấu tín hiệu yếu hơn.
Phổ tần số của tín hiệu âm thanh và RF hiện đại thay đổi theo thời gian thường được phân tích bằng các công cụ như vậy. Chúng cho thấy các bộ phận cấu thành của tín hiệu và mạch phía sau chúng hoạt động tốt như thế nào. Các công ty cũng sử dụng chúng để đánh giá xem mạng Wi-Fi và bộ định tuyến không dây của họ có thể hưởng lợi từ những thay đổi về giảm nhiễu hay không.

Các ứng dụng của máy phân tích
Tín hiệu ở các tần số khác với tần số liên lạc hiển thị dưới dạng các đường thẳng đứng trên màn hình của máy phân tích quang phổ (số pip). Do đó, nó có thể sử dụng chúng để kiểm tra xem bộ phát không dây có hoạt động trong dải tần số được phân bổ và không can thiệp vào các dải tần khác hay không, theo yêu cầu về độ tinh khiết của khí thải do chính phủ xác định.
Máy phân tích quang phổ có một số ứng dụng trong ngành công nghiệp điện tử, bao gồm nhưng không giới hạn ở thiết kế và thử nghiệm RF, thiết kế mạch điện tử, sản xuất điện tử và bảo trì điện tử.
Ngoài chức năng chính là kiểm tra, phạm vi đo của máy phân tích quang phổ khá rộng. Mỗi một trong số các bài đọc này được thực hiện ở tần số vô tuyến. Đây là một số đại lượng thường được đo nhất khi sử dụng máy phân tích quang phổ-

mức tín hiệu– Người ta có thể sử dụng một máy phân tích quang phổ để xác định biên độ của tín hiệu trong miền tần số.
Pha nhiễu – nó có thể dễ dàng phát hiện nhiễu pha bằng cách đo hàm lượng phổ và thực hiện các phép đo trong miền tần số. Kết quả là đầu ra của máy hiện sóng tia âm cực hiển thị các sóng.
méo hài – Đây là một câu hỏi quan trọng trước khi đánh giá cường độ tín hiệu. Độ méo hài tổng (THD) được sử dụng để đánh giá cường độ tín hiệu. Phải có sự bảo vệ cho tín hiệu chống lại sự dao động. Đạt được mức độ méo hài thấp cũng rất quan trọng để ngăn ngừa lãng phí năng lượng và thất thoát tiền bạc.
Biến dạng xuyên điều chế– Trong khi điều chế tín hiệu, các biến dạng ở mức độ trung gian sẽ xuất hiện tùy thuộc vào việc tín hiệu đang được điều biến ở tần số cao hay thấp. Để có được tín hiệu xử lý, nó phải loại bỏ sự biến dạng này.
Méo xuyên điều chế được đo bằng máy phân tích phổ cho mục đích này. Quá trình xử lý tín hiệu có thể bắt đầu sau khi tín hiệu đã được làm sạch bằng mạch bên ngoài.
Tín hiệu giả– Những tín hiệu có khả năng gây hại này phải được xác định và chặn. Không có phương pháp trực tiếp để đo các tín hiệu này. Cho đến khi chúng được định lượng, chúng vẫn là một tín hiệu chưa được khám phá.
Tần số tín hiệu– Tương tự như vậy, nó phải xem xét điều này. Điều quan trọng là phải đo hàm lượng tần số của từng tín hiệu vì phổ tần số rất rộng do chúng tôi sử dụng máy phân tích ở mức tần số vô tuyến. Để nghiên cứu quang phổ này, cần có thiết bị chuyên dụng.
Mặt nạ quang phổ – Khi kiểm tra mặt nạ quang phổ, máy phân tích quang phổ cũng rất hữu ích.

Các ứng dụng khác của máy phân tích quang phổ

1. Máy phân tích quang phổ được sử dụng nhiều trong các cơ sở thử nghiệm và thiết kế RF bên trong các viện nghiên cứu điện tử. Trong những tình huống này, chúng có thể đưa ra góc nhìn của tín hiệu theo cách mà không thiết bị kiểm tra nào khác có thể làm được.
   Điều này làm sáng tỏ cách thức hoạt động của các thành phần tần số vô tuyến của mạch. Các máy phân tích quang phổ có một loạt các ứng dụng.

2. Mức độ rộng hoặc hẹp của tín hiệu được điều chế và các cân nhắc tương tự. Quá nhiều chiều rộng có thể dẫn đến các vấn đề cho những người sử dụng đường thủy gần đó.
3. Mục tiêu là khám phá xem có bất kỳ tín hiệu lạ hoặc sai nào không. Các tín hiệu này có thể gây nhiễu cho người dùng ở các tần số khác khi tín hiệu được phát.
4. Xác định xem tín hiệu có nằm trong dải tần số chính xác hay không.
5. Các vấn đề rộng hơn của tín hiệu cần được xem xét. Kiểm tra tín hiệu thường là tất cả những gì cần thiết để xác định nguồn gốc của sự cố. Máy phân tích quang phổ có thể là “đôi mắt” của điều tra viên khi xử lý các tín hiệu tần số vô tuyến (RF).
6. Mặc dù đồng hồ đo điện được sử dụng thường xuyên hơn, máy phân tích quang phổ có thể hữu ích trong các tình huống cụ thể.
7. Máy phân tích phổ có thể đo tần số trong một số tình huống nhất định, trong khi máy đếm tần số phù hợp hơn ở những tình huống khác.
8. Nó có thể đánh giá nhiễu pha của tín hiệu bằng cách sử dụng máy phân tích quang phổ. Để làm được điều này, tiếng ồn tư thế của bộ tạo dao động cục bộ của máy phân tích phổ phải thấp hơn ít nhất 10dB so với bộ tạo dao động được thử nghiệm.
   Nếu nhiễu pha của bộ tạo dao động cục bộ của máy phân tích phổ là không đáng kể, thiết bị kiểm tra này là một trong những kỹ thuật chính xác nhất để định lượng hiện tượng.

9. Bạn cũng có thể sử dụng các công cụ này để xác định chỉ số tiếng ồn của một mặt hàng. Quy trình kiểm tra có một số bước nhưng có thể hoàn thành với một chút khó khăn.
10. Thử nghiệm nhiễu điện từ và tương thích điện từ (EMI & EMI) thường sử dụng máy phân tích phổ. Bạn có thể sử dụng máy phân tích để xác định chính xác tần số và loại tín hiệu gây rắc rối cho bạn.

Lisun Instruments Limited được tìm thấy bởi LISUN GROUP 2003. LISUN hệ thống chất lượng đã được chứng nhận nghiêm ngặt bởi ISO9001:2015. Với tư cách là thành viên CIE, LISUN các sản phẩm được thiết kế dựa trên CIE, IEC và các tiêu chuẩn quốc tế hoặc quốc gia khác. Tất cả các sản phẩm đều đạt chứng chỉ CE và được xác thực bởi phòng thí nghiệm của bên thứ ba.

Sản phẩm chính của chúng tôi là Máy đo huyết áp, Tích hợp hình cầu, Máy quang phổ, Surge Generator, Súng giả lập ESD, Bộ thu EMI, Thiết bị kiểm tra EMC, Kiểm tra an toàn điện, Phòng môi trường, Buồng nhiệt độ, Đài Khí tượng Thủy văn, Phòng nhiệt, Thử nghiệm phun muối, Phòng kiểm tra bụi, Kiểm tra không thấm nước, Kiểm tra RoHS (EDXRF), Kiểm tra dây phát sáng và Kiểm tra ngọn lửa kim.

Xin vui lòng liên hệ với chúng tôi nếu bạn cần bất kỳ hỗ trợ.
Khoa công nghệ: Service@Lisungroup.com, Di động / WhatsApp: +8615317907381
Phòng kinh doanh Sales@Lisungroup.com, Di động / WhatsApp: +8618117273997

Tags:SPA-3P6G