Como funcionam os analisadores de espectro (2)

1. Atenuador

Colocar um atenuador no caminho de entrada de RF amplia a faixa dinâmica do nível do sinal de entrada ou adiciona mais proteção de entrada ao analisador de espectro.

O atenuador limita o nível do sinal do mixer (RF médio) a uma determinada faixa, o que causará erros de medição ou ruídos espúrios se o sinal de entrada exceder o nível de referência. É por isso que alguns analisadores de espectro listam especificações de instrumentos para condições de sinal específicas, incluindo níveis de sinal específicos no mixer.

2. Filtro de resolução

Quando a frequência do sinal de entrada é convertida para uma banda de frequência mais baixa e filtrada na unidade de detecção e exibição, um filtro RBW (Resolution Bandwidth) é usado para distinguir sinais com frequências próximas.

Como o filtro RBW diferencia dois sinais em larguras de banda de resolução diferentes? Dois sinais de amplitude igual são filtrados através de dois filtros RBW. A resolução do RBW1 é pior que a do RBW2. Ao passar pelo filtro RBW1 mais estreito, os dois sinais podem ser claramente distinguidos, mas ao passar pelo filtro RBW2 mais amplo, o resultado não é tão bom quanto o RBW1. Previsivelmente, se o RBW2 tivesse uma largura de banda de resolução mais ampla, até confundiríamos o resultado com um sinal. Isso acontece quando as frequências dos dois sinais estão muito próximas. Outra situação é que quando as amplitudes dos dois sinais são muito diferentes, o RBW1 ainda pode detectar o sinal menor. Mas o RBW2 não pode, como mostra a figura abaixo, então esses filtros também são chamados de filtros de resolução.

3. Geofone

Após a filtragem RBW, o detector pode detectar a energia e convertê-la em uma tensão CC. A unidade de exibição desenha a distribuição espectral usando a tensão CC.

4. Filtro de vídeo

Antes que a tensão CC entre na unidade de exibição, o ruído gerado pelo detector precisa ser comprimido. Esse filtro é chamado de filtro de vídeo e sua largura de banda é chamada de VBW.

O filtro de vídeo também atua como um pós-filtro e o VBW afeta a saída de exibição. Se o sinal em teste passar por dois filtros VBW, onde VBW1 é menor que VBW2, o resultado mostra que o piso de ruído de VBW2 é maior que o de VBW1, ou seja, o filtro de vídeo faz a média do piso de ruído. No entanto, deve-se notar que o nível de ruído de fundo não mudou, o filtro VBW apenas calcula a média do nível de ruído e não afeta a amplitude geral do ruído de fundo do sinal.

5. Tempo de digitalização

O conteúdo acima apresenta a estrutura básica do analisador de espectro e também explica detalhadamente o RBW e o VBW. Em geral, o tempo de varredura é inversamente proporcional à resolução de frequência de um analisador de espectro. Quanto mais rápido o tempo de digitalização, menor a resolução. Quanto mais lento o tempo de digitalização, maior a resolução. Portanto, se for selecionado um RBW ou VBW mais estreito, o tempo de exibição do sinal será maior. Isso significa que quanto mais estreito o RBW e o VBW, maior o tempo de varredura. Para o tempo de varredura RBW/VBW, a maioria dos analisadores de espectro possui modos de seleção automática e manual. O modo automático troca largura de banda, RBW, VBW e tempo de varredura e geralmente obtém a melhor combinação.

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