Kogud

Kuidas mõõta faasimüra spektrianalüsaatoriga

Kuidas mõõta faasimüra spektrianalüsaatoriga

Tänapäeva spektrianalüsaatorid pakuvad väga tõhusat meetodit faasimüra hõlpsaks ja täpseks testimiseks ning võivad olla palju lihtsamad ja täpsemad kui lähenemisviiside kasutamine, kasutades muid elektroonikatestimisvahendeid.

Need elektroonika testimisinstrumendid on sageli tarkvarasse integreeritud, et testimist veelgi hõlbustada. Võrreldes teiste meetoditega, milles kasutatakse erinevaid katsevahendite vorme, pakub spektraalanalüsaator mitte ainult mugavamat meetodit faasimüra mõõtmiseks, vaid on tavaliselt ka täpsem.

Faasimüra on paljude RF-seadmete parameetrina järjest olulisem, sest mitte ainult faasimüra halb jõudlus võib põhjustada suurenenud andmevigu, vaid see võib tekitada ka teiste kanalite kasutajatele häireid.

Vastavalt sellele on projekteerimisetappidel vaja mitut tüüpi elektroonikaseadmete faasimüra mõõtmisi. Seda saab rakendada üksuste jaoks mobiiltelefonidest, sõlmede / üksuste jaoks, mida kasutatakse asjade interneti, Interneti-ühenduse, lühikese kaugusega traadita ühenduse, raadiosideseadmete ja suure hulga muude üksuste jaoks.

Etappide müra mõõtmist vajada võivate elementide mitmekesisuse tõttu on vaja selle saavutamiseks mugavat viisi ja spektraalanalüsaator on ideaalne katsevahend selle vajaduse kajastamiseks.

Mis on faasimüra

Faasimüra tuleneb mis tahes signaalil esinevatest lühiajalistest faasikõikumistest. See on tuntud kui faasivärin ja seda mõõdetakse otse radiaanides.

Faasivärin avaldub signaalil külgribadena, mis levivad põhisignaali mõlemal küljel. Seda tuntakse kui ühe külgriba faasimüra ja sellisel viisil vaadates on seda lihtsam visualiseerida ja ka mõõta.

Faasimüra on oluline mitmel põhjusel:

  • Halvendab andmeedastuse jõudlust: Enamik andmeedastusi, nagu näiteks mobiilside, Wi-Fi ja paljude teiste rakenduste jaoks, kasutavad modulatsioonivorme, mis kasutavad faasi osana või kogu modulatsioonitehnikast. Mis tahes faasimüra vähendab eri olekute vahelist marginaali ja mõjutab signaali veeriseid ning sellest tulenevaid bittide veamäärasid. See tähendab, et kõigi kohalike ostsillaatorite jaoks on oluline hea faasimüra jõudlus.
  • Kõrvalasuva kanali häired: Faasimüra levib põhisignaali mõlemal küljel ja võib langeda lähedalasuvatesse kanalitesse, põhjustades häireid teistele kasutajatele. Selle tulemusel tuleb võltsitud heitkogused, sealhulgas faasimüra hoida allpool teatud piire, et tagada, et häired pole probleemiks.

Faasimüra mõõdetakse müra võimsusena antud ribalaiuses. Standard on 1Hz ribalaius. Kuigi mõõtmine võib toimuda laiemas ribalaiuses, saab selle hõlpsasti teisendada 1Hz ribalaiuse väärtuseks.

Lisaks on müra väärtus seotud kanduri tasemega. Konkreetne arv detsibelle kanduri peal. Seda tähistav standardlühend on dBc.

Lõpuks tuleb märkida kanduri nihe, kuna kanduri nihke muutumisel varieerub müratase.

See tüüpiline spetsifikatsioon on tsiteeritud kanduritel allpool detsibellidena 1Hz ribalaiuses etteantud sageduse nihke korral, st dBc / Hz xx kHz nihke korral.

Märkus faasimüra kohta:

Faasimüra koosneb väikestest juhuslikest häiretest signaali faasis, see tähendab faasivärin. Need häired on efektiivselt faasimodulatsioon ja selle tulemusena tekivad müra külgribad. Need levivad põhisignaali mõlemal küljel ja neid saab spektrianalüsaatorisse joonistada ühe külgribaga faasimüra.

Loe lähemalt Faasimüra.

Eeldused faasimüra mõõtmiseks

Spektri analüsaatorit kasutava faasimüra mõõtmise peamine nõue on see, et selle triivimise tase peab olema madal võrreldes pühkimiskiirusega. Kui ostsillaatori triivi tase on liiga kõrge, muudab see mõõtmistulemused kehtetuks.

See tähendab, et see tehnika on ideaalne sagedussüntesaatorite faasimüra taseme mõõtmiseks, kuna need on lukustatud stabiilsele võrdlusalusele ja triivitasemed on väga madalad.

Paljud vabalt töötavad ostsillaatorid pole selle tehnika kasutamiseks piisavalt stabiilsed. Sageli tuleb need mingil viisil referentsile lukustada ja see muudaks faasi müraomadusi vähemalt spektri osas.

Lisaks sellele peab spektraalanalüsaatori faasimüra jõudlus olema parem kui katsetatava üksuse tulemus, vastasel juhul mõõdetakse testis spektrianalüsaatori faasimüra omadusi.

Kuigi see pole hädavajalik, aitab see, kui spektraalanalüsaatoril on faasimüra mõõtmiseks sisseehitatud rutiin. Paljudel kaasaegsetel katsevahenditel on need rutiinid sisse ehitatud ja t võib olla suureks abiks.

Kuidas mõõta faasimüra spektraalanalüsaatoriga

Kuigi faasimüra mõõtmiseks on palju võimalusi, on kõige otsesem kasutada spektraalanalüsaatorit.

Põhimõtteliselt on analüsaator ühendatud testitava seadme väljundiga sobiva summutiga, mis on vajalik analüsaatori võimsuse vähendamiseks (kui testitava seadme väljundvõimsus on suur).

Mõnel juhul võib osutuda vajalikuks lukustada analüsaatori ja katsetatava seadme ostsillaatori standardid. Sel viisil ei teki signaali triivi, mis võiks olla probleemiks mõõtmiste sulgemisel.

Seejärel seatakse analüsaator signaalitaseme mõõtmiseks kandurilt - sageli võib see kandurilt väljuda sagedusega 1 MHz või võib-olla rohkem. Ideaalis sellisesse kohta, kus müra on jõudnud müra põrandale.

Analüsaatori ribalaius tuleb seada nii, et skannimise lahutusvõime ja skannimiseks kuluva aja vahel oleks hea tasakaal. Seejärel saab mürataseme teisendada 1Hz ribalaiuse tasemeks.


Analüsaatori filtri ja detektori omadused

Spektri analüsaatori filtri ja detektori omadused mõjutavad faasimüra mõõtmise tulemusi.

Üks võtmeküsimusi on spektraalanalüsaatoris kasutatava filtri ribalaius. Analüsaatoritel pole 1 Hz filtreid ja isegi kui nad teeksid mõõtmisi 1 Hz ribalaiuse filtriga, võtaks see liiga kaua aega. Vastavalt sellele kasutatakse laiemaid filtreid ja müratase reguleeritakse tasemele, mis oleks võimalik, kui oleks kasutatud 1 Hz ribalaiuse filtrit.

Filtri ribalaiuse reguleerimiseks on võimalik kasutada lihtsat valemit:

L1Hz=Lfilter-10logi10(BW1)

Kus:
L1Hz = tase 1 Hz ribalaiuses, st normaliseeritud 1 Hz-ni, tavaliselt dBm-des
Lfilt = filtri ribalaiuse tase, tavaliselt dBm
BW = mõõtefiltri ribalaius Hz-des

Kuna filtri kuju ei ole täiesti ristkülikukujuline ja sellel on lõplik lahti rullumine, mõjutab see transformatsiooni, et anda müra 1Hz ribalaiuses. Õige transformatsiooni tagamiseks tuleb tavaliselt lisada kasutatava filtri teadaolev tegur.

Mõju on ka detektori tüübil. Kui RMS-detektori asemel kasutatakse proovivõtmise detektorit ja jälje keskmistatakse kitsa ribalaiuse või mitme mõõtmise korral, leitakse, et müra on alakaalustatud.

Nende ja muude tegurite korrigeerimine toimub tavaliselt spektraalanalüsaatoris ning tarkvara võimaluste hulka kuulub sageli spetsiaalne faasimüra mõõtmise seade.

Faasimüra mõõtmise ettevaatusabinõud

Spektri analüsaatoriga faasimüra mõõtmisel tuleb meeles pidada mõningaid olulisi ettevaatusabinõusid

  • Veenduge, et välist müra ei saaks vastu võtta: Spektri analüsaator mõõdab ühe külgribaga faasimüra ja seetõttu lisandub sellele igasugune amplituudimüra, halvendades tulemust. Veenduge, et analüsaator ei saaks välist müra:
    • Kasutage sõelutud juhtmeid: Kõigi signaaliühenduste jaoks kasutage sõelutud juhtmeid
    • Hoidke müraallikatest eemal: Veenduge, et katsesüsteem koos katsetatava seadmega asuks häireallikatest eemal. Kuna mõõdetav signaalitase on mõnel sagedusel väga madal, võib isegi väike kogumine põhjustada ekslikke tulemusi
    • Sõelutud tuba? Kui on olemas raadiosageduse läbivaatusega ruum, võib seda olla võimalik testi tegemiseks kasutada, tagades, et häireid ei kogune.
  • Käivitage katsetatav seade õigest toiteallikast: Toiteallikas võib märkimisväärselt muuta raadiosagedusahelate müratulemusi. Veenduge, et kasutatakse seadme toiteallikat või vähemalt ühte, mille jõudlustase on sama. Lülitatavad toiteallikad tekitavad sageli rohkem müra kui analoog lineaarsed, nii et seda tuleks meeles pidada.
  • Tagage analüsaatori toimivus: On kaks peamist küsimust; nimelt spektraalanalüsaatori faasimüra ise ja dünaamilise vahemiku jõudlus:
    • Spektri analüsaatori faasimüra jõudlus: Signaalide puhul, mille faasimüra on väga madal, on võimalik, et katsetatav seade võib läheneda analüsaatori jõudlusele. Sellisel juhul lisandub analüsaatori ostsillaatori faasimüra katsetatava signaali omale ja see moonutab tulemust. Selle vältimiseks veenduge, et analüsaatori faasimüra jõudlus oleks vähemalt 10dB parem kui katsetatava seadme jõudlus.
    • Spektri analüsaatori dünaamiline ulatus: Spektri analüsaatori dünaamilise vahemiku jõudlus peab olema samuti piisav. Analüsaator peab suutma kohandada kanduri taset ja ka kandurist kaugemal esinevaid väga madalaid müratasemeid. Seda, kas termiline müra on probleem, on lihtne kontrollida. Signaaliallika faasimüra jälgi saab võtta ja salvestada. Kasutades täpselt samu seadeid, kuid signaalita, saab mõõtmist korrata. Kui huvide kompenseerimisel on nende kahe vahel selge erinevus, ei mõjuta analüsaatori termiline müra mõõtmist põhjendamatult.

Nende ettevaatusabinõude ja muude sobivate ettevaatusabinõude kasutamine tagab, et faasimüra mõõtmiseks spektraalanalüsaatorit kasutades on võimalik saada väga häid tulemusi.

Spektri analüsaatorid on ideaalsed katsevahendid faasimüra mõõtmiseks. Kuna paljud kaasaegsed suure jõudlusega analüsaatorid sisaldavad juba nende katsete läbiviimise rutiini mis tahes raadiosagedusprojektis või teststsenaariumis, pole mõõtmisi lihtne teha, vaid ka usaldusväärsed.

Pidades silmas faasimüra mõõtmise rangust, saavad neid mõõtmisi teha ja ülaltoodud rutiinid sisse seada peamiselt ülemise otsa katseinstrumendid. Sellegipoolest on võimalik, ettevaatlikult kasutada teisi madalama otsa spektraalanalüsaatoreid ahelate, režiimide ja süsteemide faasimüra toimimine tingimusel, et on arusaadav katse piirangutest.


Vaata videot: Hardo Pajula intervjuu Rupert Sheldrakeiga (Detsember 2021).