Grundlagen der Spektrumanalyse.pdf - Ing. H. Heuermann

Grundlagen der Spektrumanalyse
Signale
A
0
a)
A
1
Zeitbereich
|A| _
t
Bandbegrenztes Rauschen
0
|A| _
Frequenzbereich
Hüllkurve si(x) = _____ sin
x
x
f
Bei dem in Bild 2-7 dargestellten Signal handelt es sich scheinbar um ein
reines sinusförmiges Signal mit einer Frequenz von 20 MHz. Aufgrund obiger
Überlegungen erwartet man daher, daß das Spektrum lediglich aus
einer einzelnen Komponente bei 20 MHz besteht.
Bei Betrachtung des Signals im Frequenzbereich mit Hilfe eines Spektrumanalysators
stellt man hingegen fest, daß der Grundwelle (Harmonische
1. Ordnung) mehrere Harmonischen höherer Ordnung, also Vielfache
von 20 MHz, überlagert sind (Bild 2-8). Diese Information kann dem Signal
im Zeitbereich nur schwer entnommen werden. Eine quantitative Beurteilung
der Harmonischen höherer Ordnung ist praktisch nicht möglich.
Ebenso kann z.B. auch die Kurzzeitstabilität von Frequenz und Amplitude
eines Sinussignals im Frequenzbereich wesentlich einfacher untersucht
werden (siehe auch Kapitel 6.1, Phasenrauschmessung).
0
b)
A
0
0
T Bit
t
1/T Bit 2/T Bit 3/T Bit
Zufällige Bitfolge
I
lg|A|
----
f
A
0
t
Q
c)
t
QPSK-Signal
f C
f
Bild 2-7 Sinussignal (f = 20 MHz) mit dem Oszilloskop
betrachtet
Bild 2-6 Nicht-periodische Signale im Zeit- und Frequenzbereich
Abhängig von der durchzuführenden Messung kann entweder die Betrachtung
im Zeit- oder Frequenzbereich vorteilhaft sein. So ist für Jitter-Messungen,
wie sie z.B. bei der digitalen Datenübertragung im Basisband
durchgeführt werden, stets ein Oszilloskop erforderlich. Für die Bestimmung
des Oberwellengehalts ist jedoch die Betrachtung im Frequenzbereich
vorteilhaft:
16
17