Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann

Grundlagen der Spektrumanalyse
Verbesserung der Eingangsanpassung
Die HF-Dämpfung eines Spektrumanalysators sollte – sofern die
Empfindlichkeit ausreichend ist – immer auf mindestens 10 dB
eingestellt sein. Hierdurch wird nicht nur der erste Mischer gegen
Zerstörung durch zu hohe Eingangssignale geschützt, sondern
auch die Eingangsanpassung erhöht:
Wird einem Zweitor mit einer Rückflußdämpfung am Eingang
von z.B. a r = 10 dB ein ideales Dämpfungsglied mit der Dämpfung
a = 6 dB vorgeschaltet, so beträgt die Rückflußdämpfung a r,ges der
Gesamtanordnung a r + 2 · a, also hier 22 dB. In Bild 5-26 ist dies
für einen Spektrumanalysator dargestellt.
a r,ges
a
Dämpfungsglied
Spektrumanalysator
Bild 5-26 Verbesserung der Eingangsanpassung eines Spektrumanalysators
durch Vorschalten eines Dämpfungsglieds
Die Rückflußdämpfung von realen Dämpfungsgliedern, also auch
der Eichleitung eines Spektrumanalysators, ist begrenzt, d.h. die
theoretische Verbesserung wird unter Umständen nicht erreicht.
Dennoch ist die Eingangsanpassung einer Eichleitung in der Regel
deutlich besser als die des breitbandigen ersten Mischers.
Besonders bei Messungen an Objekten mit schlechter Ausgangsanpassung
wird durch eine Eichleitungseinstellung von ≥10 dB
auch die Pegelmeßgenauigkeit deutlich erhöht.
In Spektrumanalysatoren kann die HF-Dämpfung in der Regel
an den Referenzpegel gekoppelt werden. Jedoch wird in dieser
gekoppelten Betriebsart selbst bei sehr niedrigem Referenzpegel
aus obigen Gründen stets eine minimale HF-Dämpfung von z.B.
10 dB eingestellt.
a r
Leistungsmerkmale von Spektrumanalysatoren
5.10.2 Berechnung der Gesamtmeßunsicherheit
Welche Fehlerquellen in die Gesamtmeßunsicherheit eingehen, ist von der
Art der Messung abhängig. Im folgenden wird dies für häufige Meßaufgaben
erläutert.
Messung des Absolutpegels
Soll der Absolutpegel eines Sinussignals gemessen werden, so gehen in
der Regel folgende Beiträge in die Gesamtmeßunsicherheit ein:
• Absoluter Pegelfehler
• Frequenzgang
(nur wenn die Signalfrequenz deutlich von der Frequenz der internen
Kalibrierquelle abweicht)
• Eichleitung
(nur wenn die Eichleitungseinstellung von der bei der Datenblattangabe
zum Absolutfehler angegebenen abweicht)
• ZF-Verstärkung
(nur wenn der eingestellte Referenzpegel von dem bei der Datenblattangabe
zum Absolutfehler angegebenen abweicht)
• Linearität
Der zu berücksichtigende Linearitätsfehler ist davon abhängig, wie weit
der Eingangssignalpegel unter dem Referenzpegel liegt.
• Bandbreitenumschaltung
(nur wenn die eingestellte Bandbreite von der bei der Datenblattangabe
zum Absolutfehler angegebenen abweicht)
Bei Rausch- oder Kanalleistungsmessungen ist zusätzlich der Bandbreitenfehler
zu berücksichtigen.
Relative Pegelmessung
Bei der Messung des Pegelunterschieds zwischen zwei Sinussignalen sind
die nachfolgenden Fehlerbeiträge zu berücksichtigen.
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