Как грамотно использовать анализатор спектра

Ссылка на страницу сайта Магазина Gtest® с номенклатурой анализаторов спектра, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования приведены в конце данного раздела.

Четыре полезных совета по использованию недорогих настольных анализаторов спектра

За последние несколько лет многие производители измерительного оборудования выпустили доступные настольные анализаторы спектра, которые стали востребованными инструментами для поиска источников электромагнитных помех (EMI) и проведения предварительных EMC-испытаний. Такие приборы обычно стоят от 1000 до 3000 долларов США в зависимости от диапазона частот и набора функций.

Многие модели оснащаются дополнительными опциями, такими как генератор слежения (Tracking Generator), EMI-фильтры, мосты для измерения коэффициента отражения и другие модули. Для предварительных испытаний на электромагнитную совместимость особенно полезны генератор слежения и фильтр электромагнитных помех.

В этой статье рассмотрим четыре практических совета, которые помогут эффективнее использовать анализатор спектра при диагностике и измерениях.

Совет №1. Всегда выполняйте быструю предварительную проверку анализатора спектра

Недорогие настольные анализаторы спектра особенно популярны среди небольших компаний, где зачастую отсутствует отдельный инженер по электромагнитной совместимости. Однако неправильная эксплуатация может привести к повреждению входного ВЧ-тракта прибора.

Наиболее распространённые ситуации:

• Подключение анализатора спектра к LISN во время включения или выключения исследуемого оборудования.
• Проведение измерений при наличии предупреждения о перегрузке АЦП.

В подобных случаях могут повреждаться элементы защиты от электростатического разряда и ВЧ-переключатели. Прибор продолжит работать, однако измерения будут неточными, а на спектре могут появляться ложные гармоники.

Для предотвращения подобных проблем рекомендуется регулярно выполнять быструю проверку работоспособности анализатора спектра.

Если прибор оснащён генератором слежения (TG), достаточно соединить выход TG со входом анализатора коаксиальным кабелем и выполнить сканирование. На экране должна отображаться ровная горизонтальная линия по всему диапазону частот.

Если функция TG отсутствует, можно использовать внешний генератор сигналов для проверки нескольких контрольных частот.

Рисунок 1. Проверка работоспособности анализатора спектра при помощи Tracking Generator.

Совет №2. Используйте ограничители переходных процессов, фильтры и аттенюаторы

Для защиты входного ВЧ-тракта анализатора спектра рекомендуется использовать дополнительные пассивные устройства:

• ограничители переходных процессов;
• фильтры верхних частот;
• внешние аттенюаторы.

Несмотря на эффективность данных устройств, необходимо учитывать некоторые особенности их применения:

• ограничители переходных процессов и фильтры могут вносить дополнительную погрешность измерений;
• аттенюаторы повышают собственный уровень шума системы и снижают чувствительность анализатора.

Также необходимо корректно вводить коэффициенты компенсации в настройках прибора. Игнорирование этих поправок может привести к ошибкам измерений более 10 дБ.

Совет №3. Используйте масштабирование и уменьшайте RBW

Подобно тому, как осциллограф позволяет увеличивать временные участки сигнала, анализатор спектра позволяет детально исследовать отдельные области спектра.

Например, если во время испытаний обнаружен резонансный пик в диапазоне от 60 до 80 МГц, рекомендуется сузить диапазон сканирования и уменьшить полосу разрешения RBW.

Это позволяет рассмотреть спектр более подробно и определить источник помех. В приведённом примере была обнаружена частота переключения 1,8 МГц, что указывало на работу импульсного источника питания исследуемой платы.

Рисунок 2. Использование масштабирования и настройки RBW для поиска источника электромагнитных помех.

Совет №4. Учитывайте шум самого анализатора спектра

Недорогие настольные анализаторы спектра редко используются в безэховых камерах, поэтому результаты измерений всегда зависят от окружающей электромагнитной обстановки.

Источниками посторонних сигналов могут быть:

• осветительное оборудование;
• электросеть;
• силовые кабели;
• электронные устройства, расположенные поблизости.

При этом сам анализатор спектра также генерирует радиочастотный шум. Его сетевой кабель способен проводить и излучать ВЧ-помехи в диапазоне примерно от 1 до 300 МГц.

Во время испытаний инженер должен уметь отличать шум исследуемого устройства от шума, создаваемого самим измерительным оборудованием. Неправильная интерпретация результатов может привести к ошибочным выводам относительно источника электромагнитных помех.

Заключение

Современные настольные анализаторы спектра являются эффективным инструментом для предварительных EMC-испытаний и поиска источников электромагнитных помех. Правильное использование генератора слежения, защитных устройств, настроек RBW и учёт собственных шумов прибора позволяют получать более точные результаты измерений и существенно повышают эффективность диагностики.

купить анализатор спектра в Украине