Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann

Grundlagen der Spektrumanalyse
Aufbau und Bedienelemente eines Spektrumanalysators
Wandlers abgetastet und mit einem digitalen Signalprozessor weiterverarbeitet.
Mit der raschen Entwicklung der digitalen Signalverarbeitung rückt
im Signalpfad auch die Abtastung weiter „nach vorne“. Wurde früher das
Videosignal nach dem analogen Hüllkurvendetektor und Videofilter abgetastet,
so wird es bei modernen Geräten teilweise bereits auf der letzten,
niedrigen Zwischenfrequenz digitalisiert und die Hüllkurve des ZF-Signals
aus den Abtastwerten ermittelt.
Auch der erste Lokaloszillator wird nicht mehr, wie bei früheren Überlagerungsempfängern,
mit einem analogen Sägezahnsignal abgestimmt.
Er ist vielmehr über einen Phasenregelkreis (Phase locked loop, PLL) an
eine Referenzfrequenz angebunden; die Abstimmung erfolgt durch Variation
der Teilungsfaktoren. Der Vorzug der PLL-Technik ist eine wesentlich
höhere Frequenzgenauigkeit, als bei analoger Abstimmung möglich wäre.
Anstelle der Kathodenstrahlröhre kann ein LC-Display verwendet werden,
was kompaktere Bauformen ermöglicht.
• Frequenzauflösung
Bei Analysatoren nach dem Überlagerungsprinzip wird die Frequenzauflösung
über die Bandbreite des ZF-Filters eingestellt. Man spricht daher
auch von der Auflösebandbreite (Resolution Bandwidth, RBW).
• Sweep-Zeit (nur bei Analysatoren nach dem Überlagerungsprinzip)
Die Zeit, die benötigt wird, um das gesamte interessierende Frequenzspektrum
aufzunehmen, wird als Sweep-Zeit (Sweep Time) bezeichnet.
Einige dieser Parameter sind voneinander abhängig. So erfordern zum Beispiel
sehr kleine Auflösebandbreiten eine lange Sweep-Zeit. Die genauen
Zusammenhänge werden im Kapitel 4.6 ausführlich beschrieben.
3.3 Wesentliche Einstellmöglichkeiten
Spektrumanalysatoren weisen in der Regel folgende elementare Einstellmöglichkeiten
auf (siehe auch Bild 3-11):
• Darzustellender Frequenzbereich
Der darzustellende Frequenzbereich kann durch Start- und Stopp-Frequenz,
also der niedrigsten bzw. höchsten darzustellenden Frequenz,
oder durch die Mittenfrequenz (Center Frequency) und den Darstellbereich
(Span), zentriert um die Mittenfrequenz, eingestellt werden. Letztere
Variante ist in Bild 3-11 dargestellt. In modernen Spektrumanalysatoren
sind meist beide Möglichkeiten verfügbar.
• Pegeldarstellbereich
Die Einstellung erfolgt über den maximal darzustellenden Pegel, den sog.
Referenzpegel (Reference Level), und den Darstellbereich. In Bild 3-11 ist
ein Referenzpegel von 0 dBm und ein Darstellbereich von 100 dB eingestellt.
Wie später gezeigt wird, ist von dieser Einstellung auch die Dämpfung
der eingangsseitigen Eichleitung (RF Attenuator) abhängig.
Bild 3-11 Grafische Darstellung des aufgenommenen Spektrums
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