Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann

Grundlagen der Spektrumanalyse
Praktische Realisierung eines Analysators
1.ZF
f 1.ZF
= 3476,4 MHz
A
a
1.ZF-Verstärker
b
1.ZF-Filter
c
f O
= 3476,4 MHz
B = 200 MHz
Sinusförmiges Eingangssignal
umgesetzt auf 1. ZF
2.Mischer
2.LO
ZF-Signal nach
1.ZF-Filter
Der hier beschriebene Spektrumanalysator verfügt über Overload-Detektoren
in der zweiten und dritten ZF-Ebene, mit denen eine mögliche
Übersteuerung der analogen ZF-Verarbeitungsstufen angezeigt werden
kann ((44) und (45)).
Einstellbarer ZF-Verstärker und nachfolgende Stufen
Wie bereits beschrieben, ist die ZF-Verstärkung vom eingestellten Referenzpegel
abhängig.
Überschreitet im dargestellten Frequenzbereich ein Signal den Referenzpegel,
so werden der einstellbare ZF-Verstärker sowie die nachfolgenden
Signalverarbeitungsstufen übersteuert. Das Verhalten ist dabei
abhängig von den gewählten Einstellungen. Ausgehend von dem im Blockschaltbild
auf der Ausklappseite dargestellten Spektrumanalysator sind
folgende Fälle zu unterscheiden:
A
a)
b)
f 1.ZF
f 1.ZF
Harmonische des ZF-Signals
aufgrund von Nichtlinearitäten
im 1. ZF-Verstärker
2f 1.ZF
f
f
• Verwendung von analogen ZF-Filtern
Das Überschreiten des Referenzpegels führt zur Übersteuerung des Logarithmierers
(bei Darstellung im logarithmischen Pegelmaßstab) bzw. des
Hüllkurvendetektors (bei Darstellung im linearen Pegelmaßstab). Messungen
an einem Eingangssignal, dessen Pegel den Referenzpegel überschreitet,
sind nicht möglich. Pegelmessungen an schwachen Signalen in
unmittelbarer Umgebung werden jedoch nicht durch die Übersteuerung
beeinflußt (vgl. Bild 4-38). Wie im Blockschaltbild dargestellt, setzt sich
das Auflösefilter aus mehreren Einzelkreisen zusammen. Durch die Filterkreise
vor dem einstellbaren ZF-Verstärker werden starke Eingangssignale
außerhalb des Durchlaßbereichs gedämpft. Es entstehen daher
auch keine Verzerrungsprodukte, die im dargestellten Spektrum störend
in Erscheinung treten könnten.
A
c)
1.ZF-Filter
f 1.ZF
Harmonische unterdrückt
durch 1. ZF-Filter
2f 1.ZF
f
• Verwendung von digitalen ZF-Filtern oder FFT-Filtern
Bei Verwendung von digitalen ZF-Filtern oder FFT-Filtern wird das ZF-Signal
mit Hilfe eines A-D-Wandlers abgetastet. Überschreitet im dargestellten
Spektrum der Pegel eines Signals den Referenzpegel, so kann der A-
D-Wandler übersteuert werden. Anders als bei analogen Filtern entstehen
dadurch Mischprodukte, die im dargestellten Spektrum sichtbar werden
(vgl. Bild 4-39).
Bild 4-37 Unterdrückung von Verzerrungsprodukten, die in analogen Komponenten
der ZF-Signalverarbeitung entstehen.
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