Метрологическая служба ПриСТ предлагает:

Москва: +7 495 777-55-91
Санкт-Петербург: +7 812 677-75-08
Екатеринбург: +7 343 317-39-99

ИНФОРМАЦИЯ » Статьи, публикации, обзоры » Новый стандарт анализаторов спектра до 3 ГГц от компании Goo...

 
Новый стандарт анализаторов спектра до 3 ГГц от компании Good Will Instrument

Автор / источник:

Корнеев С.А.


Издавалась:


Разделы статьи:

Высокая точность измерения частоты и амплитуды
Широкий диапазон измерений со встроенным предусилителем
Цифровые фильтры для установки полосы пропускания с высокой точностью
Расширенные режимы отображения для всестороннего анализа
Четыре линии развертки с независимыми настройками экрана и детекторов
Спектральные маски для различных стандартов связи
«Полоса развертки»
Измерения мощности
Измерения для кабельного телевидения (CATV)
Демодуляция AM/FM/Анализ
Функция коррекции
Допусковый контроль
Опция измерителя мощности
Дизайн и управление
Интерфейсы и программирование


Цены / заказ (модели):

Анализатор спектра цифровой - GSP-7930...


Новый стандарт анализаторов спектра до 3 ГГц от компании Good Will Instrument
Новый стандарт анализаторов спектра до 3 ГГц от компании Good Will Instrument

Новый стандарт анализаторов спектра до 3 ГГц от компании Good Will Instrument

С.A. Корнеев, ЗАО «ПриСТ»

Компания Good Will Instrument представила на рынке измерительной техники новую разработку - анализаторы спектра с полосой до 3 ГГц, разработанные на новой платформе. Улучшенные технические характеристики по сравнению с предыдущими моделями, новый компактный дизайн, плюс дополнительные режимы отображения и измерений позволяют значительно расширить область применения этих анализаторов

Документ в формате Adobe Acrobat PDF Подробные технические характеристики приборов...

Компания Good Will Instrument представила на рынке измерительной техники новую разработку - анализаторы спектра с полосой до 3 ГГц, разработанные на новой платформе. Улучшенные технические характеристики по сравнению с предыдущими моделями, новый компактный дизайн, плюс дополнительные режимы отображения и измерений позволяют значительно расширить область применения этих анализаторов.

Следуя за растущими требованиями к точности и функциональности средств измерений в сфере радиочастотного анализа, компания Good Will Instrumentвновь совершила прорыв, выпустив на рынок очередную модель анализатора спектра GSP-7930 с полосой частот от 9 кГц до 3 ГГц. Применив новый подход к созданию анализаторов спектра среднего ценового диапазона, Good Will Instrument удалось создать прибор, по своим характеристикам намного опережающий аналогичные модели.
Рассмотрим же, какие возможности предоставляет новая модель GSP-7930.

Высокая точность измерения частоты и амплитуды

GSP-7930 имеет очень высокую температурную стабильность по частоте 0,025 ppm (25×10-9), что на 3 порядка выше, чем у большинства анализаторов подобного уровня. Передовой дизайн с эффективной конструкцией рассеяния тепла и интеллектуальная система охлаждения позволяют поддерживать стабильную температуру внутри корпуса и обеспечить стабильность при измерении амплитуды. Это также позволяет существенно снизить время прогрева при включении питания. Для наилучшего использования преимущества высокой частотной стабильности, GSP-7930 имеет функцию частотного маркера, которая позволяет провести измерения частоты с разрешением 1 Гц во всем диапазоне (рис. 1).

Рисунок 1. Частотный маркер  показывает разрешение по частоте 1 Гц

Рисунок 1. Частотный маркер показывает разрешение по частоте 1 Гц
(щелчок по изображениию - увеличение)

Широкий диапазон измерений со встроенным предусилителем

GSP-7930 обладает чрезвычайно низким уровнем шума: -142 дБм, если встроенный предусилитель включен и -122 дБм, когда предусилитель выключен. С уровнем шума -142 дБм и максимальной входной мощностью до +30 дБм, GSP-7930 обеспечивает очень широкий диапазон измерения, что делает возможным измерение очень малого сигнала.

Предусилитель (рис. 2) можно настроить на автоматическое включение (режим Auto) когда опорный уровень установлен -30 дБм. В режиме Bypass предусилитель можно отключить в любое время.

Рисунок 2. Встроенный предусилитель

Рисунок 2. Встроенный предусилитель
(щелчок по изображениию - увеличение)

Цифровые фильтры для установки полосы пропускания с высокой точностью

С применением передовой цифровой фильтрации, GSP-7930 способен обеспечить 58 полос пропускания (RBW). Перестройка полосы пропускания осуществляется с шагом 1–3 в диапазоне от 10 Гц до 3 кГц, с шагом 10% от 10 кГц до 1 МГц. Широкий выбор RBW позволяет получить достоверный результат независимо от формы сигнала, и обеспечить лучшее соотношение между RBW и скоростью развертки, чтобы получить высочайшую точность измерений. Также GSP-7930 имеет в наборе фильтры с полосой 200 Гц, 9 кГц и 120 кГц в соответствии со стандартом на электромагнитную совместимость. GSP-7930 имеет АЦП высокого разрешения, для достижения высокого разрешения при измерении амплитуды в полном динамическом диапазоне (табл. 1). С высоким разрешением аналого-цифрового преобразования значительно уменьшается неопределенность и увеличивается точность измерения малого сигнала.

Таблица 1. Диапазон установки полос пропускания
 КИХ  фильтры,  БПФ  фильтры,  ЭМС  фильтры
RBW RBW RBW RBW RBW
300К 100К 30К 10К
910К 260К 91К 26К
830К 240К 83К 24К
750К 220К 75К 22К 300
680К 200К 68К 20К 100
620К 180К 62К 18К 30
570К 160К 57К 16К 10
510К 150К 51К 15К  
470К 140К 47К 14К 12К
420К 120К 42К 12К
390К 110К 39К 11К 200
350К   35К    
320К   32К   Всего: 58

Расширенные режимы отображения для всестороннего анализа

Обычный анализатор спектра не в состоянии эффективно отследить переходные процессы или измерить скачкообразные сигналы из-за постоянного обновления текущего отображения спектра. В GSP-7930 встроена топографическая технология, которая отображает сигнал с цветовой градацией в зависимости от частоты возникновения сигнала, и накапливает весь спектр. Это позволяет четко различать переходные сигналы, дрейфующий сигнал и скачкообразный сигнал. Топографический режим особенно полезен для обнаружения переходных помех в телекоммуникационных системах (рис. 3), и позволяет четко отслеживать поведение различных типов телекоммуникационных модуляций, таких как FSK, CCK и OFDM.

Рисунок 3. Топографический дисплей (сверху) различает два сигнала, которые накладываются друг на друга в одном и  том же частотном спектре

Рисунок 3. Топографический дисплей (сверху) различает два сигнала, которые накладываются друг на друга в одном и том же частотном спектре
(щелчок по изображениию - увеличение)

GSP-7930 предоставляет мощную функцию спектрограммы (рис. 4), чтобы одновременно наблюдать сигнал и в частотном, и во временном домене. Информация представлена в двух окнах. На спектрограмме по оси X показана частота, цветом показывается уровень мощности – чем ярче цвет, тем выше уровень. По оси Y идет время. Экран непрерывно смещается вниз, с течением времени. Спектрограмма является очень полезным инструментом для оценки качества сигнала.

Рисунок 4. Спектрограмма (сверху), дисплей (снизу) отображает FSK сигнал

Рисунок 4. Спектрограмма (сверху), дисплей (снизу) отображает FSK сигнал
(щелчок по изображениию - увеличение)

В дополнение к топографическому режиму и режиму спектрограммы, с помощью функции разделенного окна можно проводить измерения в двойном частотном диапазоне в спектральном режиме (рис. 5). Два окна показывают отдельные результаты измерений при разных настройках GSP-7930. Это очень полезно для гармонического анализа, и измерений далеко отстоящих сигналов.

Двойной дисплей: верхнее окно - сигнал 10 МГц; нижнее - его 4-я гармоника

Рисунок 5. Двойной дисплей: верхнее окно - сигнал 10 МГц; нижнее - его 4-я гармоника
(щелчок по изображениию - увеличение)

Четыре линии развертки с независимыми настройками экрана и детекторов

GSP-7930 способен отображать четыре развертки с независимыми настройками режимов измерений (рис. 6), включая: нормальный, удержание максимального и минимального значения, а также режим просмотра. Каждой из четырех видов разверток можно назначить свой тип детектора из набора: PK+, PK-, Нормальный, Выборка и Средний.

Рисунок 6. Четыре развертки с различными  типами экранных настроек и различными типами детекторов

Рисунок 6. Четыре развертки с различными типами экранных настроек и различными типами детекторов

Спектральные маски для различных стандартов связи

GSP-7930 в стандартной комплектации имеет набор масок для стандартов связи 3GPP, 802.11b, 802.11g, 802.11n и 802.16. Эти маски (рис. 7) используются для регулирования максимальной мощности излучения во время передачи сигнала, дабы избежать перекрестных помех с соседними каналами передачи. Пользователь может также создать маску по своему шаблону.

Рисунок 7. Анализ передачи сигнала по маскам

Рисунок 7. Анализ передачи сигнала по маскам
(щелчок по изображениию - увеличение)

«Полоса развертки»

В некоторых телекоммуникационных системах, таких как радарные установки и TDMA, передача сигнала осуществляется посредством временного разделения пакетов (технология TD). Так же как и периодические всплески энергии, излучение не происходит синхронно со временем развертки анализатора спектра. В этом случае, измерение TD сигнала становится сложной задачей. Для пользователей GSP-7930, такие измерения не представляют труда. Используя внешний запуск и установив «ворота развертки» (рис. 8), с помощью анализатора спектра GSP-7930 можно проводить измерения за полный период излучения сигнала.

Рисунок 8. Функция «полоса развертки» включена Рисунок 8. Функция «полоса развертки» выключена

a) выключена

b) включена
Рисунок 8. Функция «полоса развертки»
(щелчок по изображениию - увеличение)

Измерения мощности

GSP-7930 имеет различные функции для анализа мощности в телекоммуникационных системах. В функции анализа мощности входят четыре часто используемых комплексных вида измерений (рис. 9):

  • ACPR — коэффициент мощности по соседнему каналу;
  • OCBW — занимаемая полоса частот;
  • N dB — полоса частот по уровню;
  • Phase Jitter — дрожание фазы.

Каждый вид измерения настраивается и обновляется в реальном времени. При включении измерений, в двойном окне отдельно отображается спектр сигнала и выбранные измерения, цветом выделяются различные каналы и частотные полосы. Это очень удобный инструмент для анализа систем связи. В набор измерений также входят: измерение интермодуляционных искажений 3-го порядка (TOI), обусловленных нелинейностью характеристики устройства или системы, а также измерения интермодуляционных искажений в двухтоновом сигнале.

Рисунок 9a. Различные виды телекоммуникационных измерений - ACPR Рисунок 9b. Различные виды телекоммуникационных измерений - OCBW

a) ACPR

b) OCBW
9c. Различные виды телекоммуникационных измерений - N-dB 9d. Различные виды телекоммуникационных измерений - Phase Jitter

c) N-dB

d) Phase Jitter
9e. Различные виды телекоммуникационных измерений - TOI
e) TOI
Рисунок 9. Различные виды телекоммуникационных измерений
(щелчок по изображениию - увеличение)

Измерения для кабельного телевидения (CATV)

Для проверки функционирования систем CATV, GSP-7930 имеет встроенные функции измерения параметров CNR (отношение уровня несущей к уровню шума), CSO и CTB (комбинационные составляющие 2-го и 3-го порядка), которые определяют качество передачи.

Демодуляция AM/FM/Анализ

GSP-7930 обладает улучшенными функции для выполнения различных измерений параметров AM/FM - сигналов, таких как глубина AM-модуляции, девиация FM-модуляции, мощность несущей, смещение несущей частоты, SINAD и т.д. GSP-7930 позволяет настроиться на AM или FM-прием и осуществлять прослушивание демодулированного AM/FM – сигнала с использованием внешних динамиков.

Функция коррекции

Для компенсации частотных характеристик испытательной аппаратуры и увеличения точности измерений, GSP-7930 может использовать функцию коррекции (рис. 10). Корректирующие данные вносятся в пользовательскую таблицу, которая обеспечивает учет искажений, вносимых испытательным оборудованием в результат измерений.

Рисунок 7. Главное окно ПО «AWES»

Рисунок 10. Функция коррекции
(щелчок по изображениию - увеличение)

Допусковый контроль

GSP-7930 предлагает пользователям простой и эффективный способ проверки сигнала на соответствие допустимым отклонениям. Данная функция позволяет устанавливать верхний или нижний предел измерения амплитуды, и немедленно сигнализировать при выходе сигнала за эти пределы. Редактирование линии предела возможно тремя способами: задание абсолютных значений отклонений в виде таблицы; задание относительного отклонения от опорной линии трассировки; формирование линии предела по маркерам данных. На задней панели анализатора GSP-7930 имеется разъем допускового контроля для выдачи сигнала на внешние устройства (например, звуковой или световой сигнализации).

Опция измерителя мощности

Дополнительный датчик мощности (рис. 11) обеспечивает измерение средней мощности в диапазоне частот от 1 МГц до 6,2 ГГц. Питание осуществляется от порта USB анализатора GSP-7930. Датчик обеспечивает высокоточное измерение мощности независимо от полосы и типа модуляции в широком амплитудном диапазоне от -32 до +20 дБм с погрешностью ±0,15 дБ. Результат измерений отображается в отдельном окне программы на анализаторе спектра.

Рисунок 11. Датчик мощности и окно программы

Рисунок 11. Датчик мощности и окно программы

Дизайн и управление

Компактный и легкий (меньше 4 кг) (рис. 12), GSP-7930 можно с легкостью разместить на любом рабочем месте. Прибор может автономно работать от аккумуляторов в течение продолжительного времени и это позволяет успешно применять его для полевых измерений (рис. 13). Большой информативный дисплей в GSP-7930 с диагональю 8,4 дюйма и разрешением 800×600, позволяет отображать большое количество информации на дисплее без ухудшения качества изображения. Дисплей (рис. 14) способен отобразить с 601 точку отсчетов для каждой развертки, тем самым обеспечивает высокую точность измерений. Разработчики уделили большое внимание разработке пользовательского меню. При выборе различных настроек и включении режимов, на дисплее появляются условные обозначения (иконки), которые позволяют пользователю видеть весь сценарий настроек. Некоторые режимы снабжены справочной информацией, которая помогает пользователю быстро и правильно осуществлять настройки. Для удобства пользователей в GSP-7930 предусмотрен таймер включения. Это позволяет не тратить время на ожидание загрузки операционной системы и прогрев анализатора, а сразу приступить к работе. Меню прибора, а также надписи на органах управления выполнены на русском языке. Однако, пользователь может выбрать любой язык, если это потребуется.

Рисунок 12. Компактный дизайн   Рисунок 13. Разъёмы и батарейный отсек задней панели   Рисунок 14. Большой информативный дисплей

Рисунок 12. Компактный дизайн
(щелчок по изображениию - увеличение)

 

Рисунок 13. Разъёмы и батарейный отсек задней панели
(щелчок по изображениию - увеличение)

 

Рисунок 14. Большой информативный дисплей
(щелчок по изображениию - увеличение)


Интерфейсы и программирование

В анализаторе GSP-7930 имеются различные интерфейсы для дистанционного управления, программирования и передачи данных (рис. 13). GSP-7930 поддерживает управление по стандарту LXI, предназначенному для сетевых приложений. Кроме того GSP-7930 оснащен различными интерфейсами, включая USB, RS-232 и GPIB (опция). Слот MicroSD и интерфейс USB-host, поддерживают файловые системы NTFS/VFAT, FAT16/FAT32. GSP-7930 имеет выход промежуточной частоты (886 МГц) для пользовательских приложений. Интерфейс DVI-I, совместимый с интерфейсами VGA/HDMI, дает преимущество для передачи изображения на внешний дисплей.

В комплекте с GSP-7930 предоставляется программа для управления и передачи данных на ПК через интерфейсы USB, RS-232 или GPIB. Данные могут быть сохранены в формате txt для дальнейшего анализа. Кроме того, для разработки собственной программы, пользователям предоставляется протокол управления и драйвер LabVIEW.

Создание тестовых программ возможно не только через интерфейсы. Анализатор спектра GSP-7930 поддерживает программирование с передней панели. Пользователям предоставляется возможность создать и сохранить в памяти анализатора до 5 программ, каждая из которых может содержать до 20 шагов.

Для того, чтобы наглядно представить улучшения в новой серии, в таблице 2 приведено сравнение новой модели GSP-7930 с предыдущей серией анализаторов спектра GSP-7830.

Таблица 2. Сравнение GSP-7930 и GSP-7830
Характеристики GSP-7930 GSP-7830
Частотный диапазон От 9 кГц до 3 ГГц От 9 кГц до 3 ГГц
Годовая стабильность частоты ± 2·10-6 ±5×10-6
Температурная стабильность частоты ±25×10-9 (от 0 до +50 °C) ±1×10-5
Количество полос пропускания 58 8 (вместе с опциями)
Фазовые шумы -88 дБн/Гц при 1 ГГц, при отстройке 10 кГц -80 дБн/Гц при 1 ГГц, при отстройке 20 кГц
Входной аттенюатор От 0 до 50 дБ шагом 1 дБ Нет
Предусилитель Встроенный Опция (внешний)
Режим развертки для сигналов с временным разделением (TD) Поддерживается Нет
Частотомер Есть разрешение 1 Гц во всем частотном диапазоне Нет
Измерительные функции SEM/Phase Noise/ACPR/OCBW/N-dB/Phase Jitter / Channel Power/ TOI/CNR/CSO/CTB
Режим демодуляции
ACPR/OCBW/Channel Power /N-dB/Phase Jitter
Режим демодуляции — опция
Быстрое сохранение Поддерживается Нет
Количество разверток 4 полностью независимых 3
Режимы отображения Спектр, спектрограмма, топографический, измеритель мощности Только режим спектра
Дисплей Диагональ 8,4, разрешение 800×600 Диагональ 6,4, разрешение 640×480
Интерфейсы LXI,RS-232C,USB Host/Device,DVI, Micro SD
GPIB – опция
RS-233C,USB Host/Device,VGA
GPIB – опция
Датчик средней мощности Опция Нет

Отсутствие ошибок и опечаток не гарантируется. Технические характеристики средств измерений неутвержденного типа могут быть изменены без предупреждения.
На нашем сайте работает система коррекции ошибок Orphus. Обнаружив неточность в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter. Сообщение об ошибке будет получено администратором сайта. Спасибо за помощь!