Spectrum analyzer adalah salah satu pengujian penting yang digunakan untuk mengukur frekuensi dan banyak parameter lainnya. Menariknya, penganalisis spektrum digunakan untuk mengukur sinyal yang kita ketahui dan menemukan sinyal yang tidak kita ketahui. Karena akurasinya, penganalisis spektrum telah memperoleh banyak aplikasi di bidang pengukuran listrik dan elektronik. Ini digunakan untuk menguji banyak sirkuit dan sistem. Sirkuit dan sistem ini beroperasi pada tingkat frekuensi radio.
Dengan konfigurasi model yang berbeda, perangkat ini memiliki keserbagunaan tersendiri di bidang instrumentasi dan pengukuran. Muncul dengan spesifikasi, ukuran, dan bahkan tersedia yang berbeda berdasarkan aplikasi tertentu. Penggunaan perangkat dalam rentang frekuensi tinggi bahkan pada tingkat frekuensi ultra sedang dalam penelitian. Bahkan dapat dihubungkan ke sistem komputer dan pengukurannya dapat direkam pada platform digital.
Apa itu Spectrum Analyzer?
Spectrum Analyzer pada dasarnya adalah instrumen pengujian yang mengukur berbagai parameter dalam rangkaian atau sistem pada rentang frekuensi radio. Sebuah peralatan pengujian biasa akan mengukur kuantitas berdasarkan amplitudo terhadap waktu. Misalnya, voltmeter akan mengukur amplitudo tegangan berdasarkan domain waktu. Jadi kita akan mendapatkan kurva sinusoidal Tegangan AC atau garis lurus untuk Tegangan DC . Tetapi penganalisis spektrum akan mengukur kuantitas dalam hal amplitudo versus frekuensi.
Respon domain frekuensi
Seperti yang ditunjukkan pada diagram, penganalisis spektrum mengukur amplitudo dalam domain frekuensi. Sinyal puncak tinggi mewakili besarnya, dan di antaranya, kami juga memiliki sinyal derau. Kita dapat menggunakan penganalisis spektrum untuk menghilangkan sinyal derau dan membuat sistem lebih efisien. Faktor pembatalan sinyal terhadap kebisingan (SNR) adalah salah satu fitur penting saat ini untuk aplikasi elektronik. Misalnya, headphone hadir dengan aspek peredam bising. Untuk menguji peralatan tersebut, penganalisis spektrum digunakan.
Diagram Blok Penganalisis
Diagram Blok
Diagram blok penganalisis spektrum ditunjukkan di atas. Ini terdiri dari peredam masukan, yang melemahkan sinyal frekuensi radio masukan. Sinyal yang dilemahkan diumpankan ke filter aliran rendah untuk menghilangkan konten riak.
Sinyal yang disaring dicampur dengan osilator yang disetel tegangan, dan diumpankan ke amplifier. Itu penguat diumpankan ke osiloskop sinar katoda. Di sisi lain, kami juga memiliki generator penyapu. Keduanya diumpankan ke CRO untuk defleksi vertikal dan horizontal.
Prinsip Kerja Spectrum Analyzer
Penganalisis spektrum secara fundamental mengukur konten spektrum dari sinyal, yaitu diumpankan ke penganalisis. Sebagai contoh, jika kita mengukur keluaran dari sebuah filter, katakanlah low pass filter, maka penganalisis spektrum akan mengukur konten spektrum dari filter keluaran dalam domain frekuensi. Dalam proses ini, itu juga akan mengukur konten kebisingan dan menampilkannya di CRO,
Seperti yang ditampilkan dalam diagram blok, kerja penganalisis spektrum pada dasarnya dapat dikategorikan sebagai menghasilkan sapuan vertikal dan horizontal pada osiloskop sinar katoda. Kita tahu bahwa sapuan horizontal dari sinyal yang diukur berkaitan dengan frekuensi dan sapuan vertikal berkaitan dengan amplitudo.
Kerja
Untuk menghasilkan sapuan horizontal dari sinyal yang diukur, sinyal pada level frekuensi radio diumpankan ke attenuator input, yang melemahkan sinyal pada level frekuensi radio. Output dari attenuator diumpankan ke low pass filter untuk menghilangkan konten riak dalam sinyal. Kemudian diumpankan ke penguat, yang memperkuat besarnya sinyal ke tingkat tertentu.
Dalam proses ini, juga dicampur dengan output osilator yang disetel pada frekuensi tertentu. Osilator membantu menghasilkan sifat bolak-balik dari bentuk gelombang yang diumpankan. Setelah dicampur dengan osilator dan diperkuat, sinyal diumpankan ke detektor horizontal, yang mengubah sinyal menjadi domain frekuensi. Di sini, di penganalisis spektrum, kuantitas spektral sinyal direpresentasikan dalam domain frekuensi.
Untuk sapuan vertikal, diperlukan amplitudo. Untuk mendapatkan amplitudo, sinyal diumpankan ke osilator yang disetel tegangan. Osilator yang disetel tegangan disetel pada tingkat frekuensi radio. Umumnya, kombinasi resistor dan kapasitor digunakan untuk mendapatkan rangkaian osilator. Ini dikenal sebagai osilator RC. Pada level osilator, sinyal mengalami pergeseran fase sebesar 360 derajat. Untuk pemindahan fase ini, level sirkuit RC yang berbeda digunakan. Biasanya, kami memiliki 3 level.
Kadang-kadang bahkan transformator juga digunakan untuk tujuan perpindahan fase. Dalam banyak kasus, frekuensi osilator juga dikontrol menggunakan generator ramp. Generator jalan juga kadang-kadang dihubungkan ke modulator lebar pulsa untuk mendapatkan jalur pulsa. Output dari osilator diumpankan ke sirkuit sapuan vertikal. Yang memberikan amplitudo pada osiloskop sinar katoda.
Jenis Penganalisis Spektrum
Penganalisis spektrum dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori. Analog dan Digital
Penganalisis Spektrum Analog
Penganalisis spektrum analog menggunakan prinsip superheterodyne. Mereka juga disebut penganalisis sapuan atau sapuan. Seperti yang ditunjukkan pada diagram blok, penganalisis akan memiliki sirkuit sapuan horizontal dan vertikal yang berbeda. Untuk menunjukkan keluaran dalam desibel, penguat logaritmik juga digunakan sebelum rangkaian sapuan horizontal. Filter video juga disediakan untuk memfilter konten video. Menggunakan generator ramp menyediakan setiap frekuensi lokasi unik pada tampilan, yang dengannya ia dapat menampilkan respons frekuensi.
Penganalisis Spektrum Digital
Penganalisis spektrum digital terdiri dari blok fast Fourier transform (FFT) dan blok analog to digital converter (ADC) untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Dengan representasi diagram blok
Penganalisis Spektrum Digital
Seperti yang ditunjukkan oleh representasi diagram blok, sinyal diumpankan ke attenuator, yang melemahkan level sinyal, dan kemudian diumpankan ke LPF untuk menghilangkan konten riak. Kemudian sinyal diumpankan ke analog to digital converter (ADC) yang mengubah sinyal ke domain digital. Sinyal digital diumpankan ke FFT analyzer yang mengubah sinyal menjadi domain frekuensi. Ini membantu untuk mengukur spektrum frekuensi sinyal. Terakhir, ini ditampilkan menggunakan CRO.
Keuntungan dan Kerugian dari Analyzer
Ini memiliki banyak keuntungan, karena mengukur kuantitas spektral dalam sinyal pada rentang frekuensi radio. Ini juga memberikan sejumlah pengukuran. Satu-satunya kelemahan adalah biayanya, yang lebih tinggi dibandingkan dengan meteran konvensional biasa.
Aplikasi Analyzer
Penganalisis spektrum yang pada dasarnya digunakan untuk tujuan pengujian dapat digunakan untuk mengukur berbagai kuantitas. Semua pengukuran ini dilakukan pada tingkat frekuensi radio. Kuantitas yang sering diukur menggunakan penganalisis spektrum adalah-
- Tingkat sinyal - Amplitudo sinyal berdasarkan domain frekuensi dapat diukur dengan menggunakan penganalisis spektrum
- Fase Kebisingan - Karena pengukuran dilakukan pada domain frekuensi dan konten spektral diukur, noise fase dapat dengan mudah diukur. Tampak sebagai riak pada keluaran osiloskop sinar katoda.
- Distorsi harmonik - Ini adalah faktor utama yang harus ditentukan untuk kualitas sinyal. Berdasarkan distorsi harmonik, total distorsi harmonik (THD) dihitung untuk mengevaluasi kualitas daya sinyal. Sinyal harus disimpan dari sags dan swell. Pengurangan tingkat distorsi harmonik bahkan penting untuk menghindari kerugian yang tidak perlu.
- Distorsi intermodulasi - Saat memodulasi sinyal, berdasarkan amplitudo (modulasi amplitudo) atau distorsi frekuensi (modulasi frekuensi) yang disebabkan di tingkat menengah. Distorsi ini harus dihindari agar sinyal diproses. Untuk ini, penganalisis spektrum digunakan untuk mengukur distorsi intermodulasi. Setelah distorsi dikurangi menggunakan sirkuit eksternal, sinyal dapat diproses.
- Sinyal Palsu - Ini adalah sinyal yang tidak diinginkan untuk dideteksi dan dihilangkan. Sinyal ini tidak dapat diukur secara langsung. Mereka adalah sinyal yang tidak diketahui yang perlu diukur.
- Frekuensi Sinyal - Ini juga merupakan faktor penting untuk dievaluasi. Karena kami menggunakan penganalisis pada level frekuensi radio, pita frekuensinya sangat tinggi, dan menjadi penting untuk mengukur kandungan frekuensi dari setiap sinyal. Untuk spektrum ini, penganalisis digunakan secara khusus.
- Masker Spektral - Penganalisis spektrum juga membantu untuk menganalisis topeng spektral
Karenanya kita telah melihat prinsip kerja, desain, keunggulan, dan penerapannya spektrum penganalisis. Orang harus berpikir, bagaimana cara menyimpan data yang sedang diukur dalam penganalisis spektrum? Dan bagaimana cara mentransfernya ke media lain seperti komputer untuk pengukuran selanjutnya.
