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 » Цифровой анализатор спектра GSP-7830 производства компании G...

 
Цифровой анализатор спектра GSP-7830 производства компании Good Will Instrument Co. Ltd. (GW Instek)

Автор / источник:

Корнеев С.А.


Издавалась:


Разделы статьи:

Введение
Основные характеристики анализаторов спектра
Основные функциональные возможности анализатора GSP-7830 с полосой частот 3 ГГц


Цены / заказ (модели):

Анализатор спектра цифровой - GSP-7830...


Анализатор спектра GSP-7830 производства компании Good Will Instrument Co. Ltd.
Анализатор спектра GSP-7830

Цифровой анализатор спектра GSP-7830
производства компании Good Will Instrument Co. Ltd. (GW Instek)

Корнеев С.А. ЗАО «ПриСТ»

В статье рассказывается о новой модели популярных бюджетного анализатора спектра GSP-7830 компании GW Instek с полосой пропускания до 3 ГГц. Модель отличается от предшественников улучшенными техническими характеристиками, новым цветным TFT-дисплеем, широким набором внешних интерфейсов (в том числе USB и VGA), а также набором дополнительных функций, которые расширяют возможности по наблюдению и анализу радиочастотных сигналов.

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

Введение

Анализаторы спектра используются для измерения параметров сигнала в частотной области. Исследуемый сигнал поступает на вход анализатора спектра либо через измерительный кабель, либо непосредственно с приёмной антенны. В традиционных анализаторах спектра информация о сигнале выводится на дисплей в виде частотного спектра, получаемого посредством перестройки входного фильтра. Такой способ измерения магнитуды сигнала является наиболее распространённым. Дополнительно, измеренный сигнал может проходить цифровую обработку. Спектрограмму можно сохранить в памяти прибора, осуществляя курсорные и автоматические измерения. Такие цифровые сканирующие анализаторы спектра в настоящее время получили наибольшее распространение, поскольку обладают широким динамическим диапазоном, способны демодулировать сигнал (АМ, ЧМ), могут совмещать в себе несколько типов приборов (измеритель АЧХ, измеритель КСВН, измеритель мощности и др.), обладают небольшими массо-габаритными показателями.

Анализатор спектра GSP-7830 компании GW Instek относятся именно к таким сканирующим цифровым анализаторам спектра. В настоящее время в серии анализаторов этой компании имеются три модели на полосы частот: 1; 2,7; и 3 ГГц.

Основные характеристики анализаторов спектра

К основным характеристикам анализаторов спектра относят следующие.

Частотный диапазон. Границы частотного диапазона определяют пределы, в которых анализатор спектра выполняет своё функциональное назначение.

Частотный диапазон анализатора спектра
Частотный диапазон анализатора спектра

Уровень собственных шумов. Этот параметр определяет порог, ниже которого анализатор спектра не различает внешний сигнал и шум. Это самый низкий уровень сигнала, который можно измерить анализатором спектра.

Уровень собственных шумов анализатора спектра
Уровень собственных шумов анализатора спектра

Негармонические искажения, или ложный шум. В отличие от собственных шумов, этот параметр проявляется в виде появления ложных гармоник, являющихся сигналом внутренних комбинационных частот анализатора спектра.

Негармонические искажения анализатора спектра
Негармонические искажения анализатора спектра

Гармонические искажения. Анализатор спектра самопроизвольно создаёт гармонические искажения во входном сигнале. Таким образом, анализатор усиливает истинную гармонику (гармонику сигнала) и измерения оказываются ошибочными.

Гармонические искажения анализатора спектра
Гармонические искажения анализатора спектра

Интермодуляционные искажения – нелинейные искажения, создаваемые усилительными схемами анализатора спектра. При подаче на вход анализатора спектра двухтонального сигнала (частоты основных гармоник f0 и f1), интермодуляционные искажения проявятся в виде комбинационных составляющих с частотами, являющимися суммой и разностью основных и гармонических частот входных сигналов. Эти ложные гармоники взаимодействуют с друг другом, создавая практически бесконечный ряд частотных составляющих.

Пример формирования интермодуляционных искажений анализатором спектра
Пример формирования интермодуляционных искажений анализатором спектра

Фазовый шум. Показатель определяет «чистоту» принимаемого сигнала. При измерении таких параметров, как дрожание или флюктуаций сигнала этот параметр анализатора спектра является определяющим. Принято описывать фазовые шумы значением спектральной плотности мощности в одной боковой полосе на выбранной частоте отстройки от несущей. На следующем ниже рисунке (слева) показана спектрограмма двух сигналов с разными фазовыми шумами. На правом изображении – метод измерения фазового шума.

Пример спектрограммы двух сигналов с разными фазовыми шумами Определение уровня фазовых шумов
Пример спектрограммы двух сигналов с разными фазовыми шумами Определение уровня фазовых шумов

Динамический диапазон. Это диапазон амплитуд, в котором возможно поведение измерений с указанной точностью. В анализаторах спектра разных производителей, этот параметр может быть нормирован по-разному. Например, можно назвать динамическим диапазоном уровень, на который влияют интермодуляционные искажения. Если на каких-то частотах измеряемого сигнала проявляются ложный шум или гармонические искажения, то это тоже ограничит динамический диапазон. В большинстве случаев, динамический диапазон рассчитывают как разность максимально измеряемого значения амплитуды и уровня собственных шумов анализатора спектра. Также, динамическим диапазоном можно назвать уровень сигнала, который умещается на дисплее анализатора (80 или 100 дБ) без сдвига опорного уровня. Всё зависит от того, какой тип измерений существенен, а каким можно пренебречь.

Определение динамического диапазона анализатора спектра
Определение динамического диапазона анализатора спектра

Оценив спецификацию анализатора спектра, возможно сделать вывод о его пригодности для решения измерительных задач с метрологической точки зрения. Однако, на выбор той или иной модели влияют не только метрологические параметры, но и многие другие: программное обеспечение, массо-габаритные показатели, универсальность применения, возможности автономной работы от аккумуляторов и т.д. Немаловажный критерий в выборе анализатора играет соотношение технических возможностей и цены.

Основные функциональные возможности анализатора GSP-7830 с полосой частот 3 ГГц

Унаследовав преимущества предыдущих моделей (широкий набор функциональных возможностей, удобство в применении, малый вес и габариты при бюджетной стоимости и некоторые другие), новый прибор обладает улучшенными техническими характеристиками. К последним отнесём: плотность собственных шумов анализатора –150 дБм/Гц (до –162 дБм/Гц с опциональным предусилителем), более быструю развёртку 50 мс, большую полосу частот входного сигнала и обзора, расширенные возможности по синхронизации, анализу сигналов и управлению процессом измерений. В новом анализаторе спектра имеется большой набор интерфейсов, которые дополняют измерительные ресурсы и возможности в части управления и протоколирования.

Помимо метрологических характеристик, современные анализаторы спектра обладают качествами, позволяющими более быстро, просто, а самое главное – более достоверно производить измерение параметров сигнала. Многолетний опыт в производстве анализаторов спектра, позволил компании GW Instek разработать анализатор спектра с учётом современных требований, сохранив при этом бюджетную стоимость и сбалансированность технических возможностей.

Функция «Автоустановка». Эта новая функция существенно облегчает работу с анализатором спектра, позволяя быстро, одним нажатием кнопки, синхронизировать сигнал и установить оптимальные настройки для отображения этого сигнала. Это облегчает настройку на стандартные сигналы и позволяет быстрее приспособиться к работе с анализатором.

Режим «АВТОпоследовательность». Этот режим позволяет запрограммировать анализатор спектра на выполнение определённой последовательности команд (до 10) или режимов тестирования. К примеру, управлять изменением режимов и настроек шаг за шагом (максимально до 20) повторным нажатием одной единственной кнопки или задавать целые испытательные процедуры, не прибегая к использованию программного обеспечения.

Пример использования режима автопоследовательности В таблице под спектрограммой отображается последовательность запрограммированных шагов и текущие настройки
Пример использования режима автопоследовательности
В таблице под спектрограммой отображается последовательность запрограммированных шагов и текущие настройки

Измерение. Анализатор обеспечивает измерение различных видов: мощность радиосигнала, соотношение мощностей в смежных каналах, пропускная способность канала связи, измерение джиттера. При этом на спектрограмме область измерения выделяется цветным маркером, для разных каналов цвет маркеров также различен. Внизу под спектрограммой отображается результат измерений.

Допусковый контроль. Создание при помощи этой функции своих собственных шаблонов позволяет пользователю быстро определять соответствие измеряемых параметров сигнала допустимым пределам. Такая функция существенно облегчает проведение измерений на соответствие различным стандартам, а также на поточном производстве.

Пример задания пределов измерения уровня сигнала (формирование шаблона)
Пример задания пределов измерения уровня сигнала (формирование шаблона)
 
Измерение уровня сигнала по заданному шаблону
Измерение уровня сигнала по заданному шаблону

Маркерные измерения. При помощи 10 маркеров очень удобно проводить Δ-измерения (измерение разности значений), измерение пиковых значений, определять экстремумы, проводить точные амплитудные и частотные измерения. Таблица под спектрограммой содержит меняющиеся в реальном времени измеряемые параметры сигнала.

Использование маркерных измерений. Результат измерений выводится под спектрограммой в отдельной таблице
Использование маркерных измерений
Результат измерений выводится под спектрограммой в отдельной таблице

Разделение экрана (Split-screen). Режим разделения экрана позволяет на одном экране наблюдать один и тот же сигнал в двух разных окнах. Каждое окно имеет свои настройки, определяемые пользователем. Эта функция наиболее полезна при гармоническом анализе сигнала.

Режим разделения экрана
Режим разделения экрана

Независимые развёртки. Позволяют выводить на дисплей три развёртки, применяя для каждой развёртки собственны алгоритмы обработки: пиковый детектор, усреднение, вывод по шаблону и т.д. Возможно также проводить математические операции, используя сохранённые развёртки.

Три независимые развертки одного и того же сигнала
Три независимые развертки одного и того же сигнала

Информация о настройках. В GSP-7830 вся информация о настройках или выбранных режимах работы, а также установленных опциях выводится в виде иконок на панели под основным окном. Иконки наглядно, в простых графических символах предоставляют пользователю полную информацию о состоянии прибора. Такое представление упрощает настройку на нужный сигнал, а также исключает возможность ошибочных измерений.

Функция амплитудно-частотной коррекции. Возможно введение поправочных коэффициентов при измерении амплитуды сигнала. Такие поправки вводятся для компенсации вносимых ослаблений антенно-фидерными устройствами перед проведением измерений. Возможно сохранять до пяти корректировочных таблиц, в каждой из которых может содержаться до 30 поправок на различные частоты.

Таблица поправочных коэффициентов
Таблица поправочных коэффициентов

Батарейное питание. Для работы в полевых условиях GSP-7830 имеет опцию батарейного питания. С этой опцией анализатор спектра обеспечивает не менее трёх часов автономной работы. Помимо сетевого питания ~220В возможно питание от постоянного напряжения 12 В. В перечне предлагаемых опций: адаптер AC/DC, кабель-адаптер для питания от автомобильного прикуривателя. Таким образом, разработчиками достигнута максимальная универсальность питания прибора для любых условий эксплуатации и измерительных задач.

Установка Li-Ion аккумуляторов в анализатор GSP-7830. Также на снимке видны   различные интерфейсные разъёмы: USB, RS-232, VGA, GPIB
Установка Li-Ion аккумуляторов в анализатор GSP-7830. Также на снимке видны различные интерфейсные разъёмы: USB, RS-232, VGA, GPIB

Внешние интерфейсы. В GSP-7830 широкий выбор интерфейсов управления и подключения внешних устройств: USB host/device, RS-232, VGA, и GPIB (опционально). Использование интерфейса USB позволяет использовать флэш-накопитель для быстрого сохранения результатов измерений для последующего анализа и протоколирования. Для подключения к внешнему монитору или вывода изображения на проектор в GSP-7830 добавлен VGA-разъём. Использование интерфейса VGA позволяет осуществлять вывод дисплейной информации на внешний монитор или проектор, тем самым более гибко использовать анализатор в сфере образования (для демонстрации возможностей) и при удалённом мониторинге радиочастотного спектра.

Пример использования анализатора спектра с периферийными устройствами
Пример использования анализатора спектра с периферийными устройствами

Дополнительные принадлежности. Для обеспечения работы в различных измерительных трактах требуется значительная номенклатура СВЧ-соединителей. Учитывая это, Good Will Instek предлагает большой перечень адаптеров, переходов, нагрузок и аттенюаторов, измерительных кабелей, а также готовых измерительных комплектов. Помимо этого доступны для заказа сопутствующие аксессуары: мягкие кейсы, заглушки, панели для крепления в 19” стойку и т.д. Дополнительные опции: следящий генератор (трекинг-генератор), фильтры ЭМС, демодулятор АМ/ЧМ позволяют применять GSP-7830 в решении широкого круга задач спектрального анализа в диапазоне до 3 ГГц.

Основные характеристики анализатора спектра семейства приведены в таблице 1.

Таблица 1. Сравнение основных технические характеристик анализаторов спектра GW Instek
Наименование параметра GSP–7830 GSP–827 GSP–810
Диапазон частот 9 кГц– 3 ГГц 9 кГц–2,7 ГГц 150 кГц–1 ГГц
Пороговое значение шума –117 дБм@1ГГц, фильтр ПЧ 3 кГц –100 дБм@500 МГц, фильтр ПЧ 3 кГц
Полоса пропускания ПЧ 3 кГц, 30 кГц, 300 кГц, 4 МГц 3 кГц, 30 кГц, 220 кГц, 4 МГц
Полоса пропускания видео 10 Гц – 1 МГц, шаг 1–3 1,6 кГц / 90 кГц
Диапазон измерения уровня, дБм – 117 … + 20 – 100 …+ 20 – 100 … + 20
Защита от перегрузки + 30 дБм, пост. ± 25 В
Диапазон установки опорного уровня, дБм – 110…20 – 30 ... 20 дБм 30 дБм … 20 дБм
Измерение мощности ACPR, OCBW, CH Power, N dB ACPR, OCBW, CH Power Опция измерителя мощности 10 МГц – 2 ГГц
Количество маркеров 10 2
Вход для внешней опорной частоты, МГц 0,064; 1; 1,544; 2,048; 5; 10; 10,24; 13; 15,36; 15,4; 19,2 Нет
Энергонезависимая память 10 спектрограмм и профилей 100 спектрограмм и профилей 9 профилей
Трекинг–генератор 9 кГц – 3 ГГц (опция) 9 кГц–2,7 ГГц (опция) 150 кГц – 1 ГГц (опция)
Демодулятор Опция Есть
Универсальное питание Опция Нет
Интерфейс RS232 Есть
Интерфейс USB Есть Нет
Интерфейс GPIB Опция Нет
Напряжения питания Авто ~ 100 – 240 В, 50 – 60 Гц Авто ~ 100 – 240 В, 48 – 63 Гц Переключатель ~ 100 / 220 / 230 240 В ± 10 %, 50/60 Гц

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!