Spectrum analyzer

Een spectrum analyzer is een instrument dat de signaalamplitude grafisch weergeeft als functie van de frequentie, in het frequentiedomein. Het toont welke frequentiecomponenten aanwezig zijn in een signaal en hoe sterk deze zijn.

Niet alle elektrische systemen kunnen even goed beschreven worden in het tijdsdomein. Circuits als filters, versterkers, oscillators, mixers, modulators en detectors kunnen soms beter beschreven worden via hun frequentiegedrag. Dit frequentiegedrag is het eenvoudigst te verkrijgen door de elektrische signalen in het frequentiedomein te bekijken. Om het frequentiedomein weer te geven is een instrument nodig dat verschillende frequenties van elkaar kan onderscheiden en bij de verschillende frequenties de amplitude kan bepalen. Een instrument dat het frequentiedomein kan weergeven is de spectrum analyzer.

In het tijdsdomein worden alle frequentiecomponenten van een signaal bij elkaar opgeteld. In het frequentiedomein worden complexe signalen (signalen die uit een of meer deel-signalen met verschillende frequenties bestaan) opgesplitst in de afzonderlijke frequentiecomponenten, waarbij de amplitudes van de afzonderlijke componenten weergegeven worden.

Het frequentiedomein bevat informatie die in het tijdsdomein niet voorhanden is. Daardoor heeft de spectrum analyzer in bepaalde gevallen voordelen ten opzichte van een oscilloscoop:

  • Met een spectrum analyzer kan een kleine harmonische vervorming op een signaal veel duidelijker getoond worden dan met een oscilloscoop. Een sinus kan er goed uitzien in het tijdsdomein, maar in het frequentiedomein wordt de harmonische vervorming zichtbaar.
  • Een ruissignaal kan er volledig willekeurig uitzien in het tijdsdomein in een oscilloscoop, in het frequentiedomein in ee nspectrum analyzer kan blijken dat een bepaalde frequentie toch dominant aanwezig is.
  • In het frequentiedomein is het eenvoudig de draaggolffrequentie, de modulatiefrequentie, modulatiediepte en modulatievervorming van een gemoduleerd signaal (AM en FM) te bepalen.

Mogelijkheden van de Multi Channel software spectrum analyzer

Common actions Quick functions Instrument toolbar Channel toolbar Graph section Spectrum analyzer scherm. Klik op de verschillende delen voor meer informatie.Figuur 1: Spectrum analyzer scherm. Klik op de verschillende delen voor meer informatie.

De spectrum analyzer in de Multi Channel oscilloscoop-software gebruikt Fast Fourier Transformatie om het tijdsdomein om te zetten in het frequentiedomein. Diverse verschillende windowing-functies zijn beschikbaar om het effect van afbreekfouten te minimaliseren.

Spectrum analyzer grafieken

De spectrum analyzer kan een of meer grafieken hebben, die elk een of meer signalen kunnen weergeven, waarbij elke grafiek een ander gedeelte van een signaal kan weergeven. De kleuren van de onderdelen van een grafiek kunnen naar eigen wens ingesteld worden. De grootte van de grafieken kan vrij ingesteld worden, grafieken kunnen naar eigen wens gepositioneerd worden, danwel meer grafieken in een venster of in afzonderlijke vensters, overal op het bureaublad.

Cursoren zijn beschikbaar voor het maken van metingen op het scherm, waaronder het bepalen van de Totale Harmonische Vervorming van een signaal. Signalen kunnen beschrijvende namen gegeven worden en een legenda is beschikbaar om de weergegeven signalen eenvoudig te herkennen. Tekstlabels kunnen geplaatst worden om interessante delen van signalen te markeren.

Om alle details van een signaal te onthullen kan ongelimiteerd ingezoomd worden, zowel in vertikale als in horizontale richting. Alle zoom-acties kunnen eenvoudig weer ongedaan gemaakt worden.

Touchscreen-vriendelijke knoppenbalken

Voor elke instrument zijn een instrumentbalk en kanaalbalken beschikbaar. De gebruiksvriendelijke knoppenbalken hebben duidelijke knoppen voor alle instellingen van het instrument en zijn kanalen. Ze tonen de huidige instellingen van het instrument en bieden mogelijkheden de instellingen aan te passen. De grote knoppen zijn zeer geschikt voor gebruik via touchscreens.

De knoppenbalken zijn volledig instelbaar via de programma-instellingen. Je kunt de knopgrootte instellen, knoppen toevoegen of verwijderen en de volgorde van de knoppen aanpassen.

Rekenkundige operaties in de spectrum analyzer

Op de gemeten data kunnen rekenkundige bewerkingen uitgevoerd worden:

Spectrum analyzer-meetwaarden opslaan

Gemeten waarden kunnen op diverse manieren opgeslagen en bewaard worden:

  • Opgeslagen op schijf, in diverse verschillende gegevensformaten
  • Afgedrukt op papier, met instelbare opmaak en kleuren
  • Als afbeelding, in diverse gangbare bestandsformaten

Bediening van de spectrum analyzer

Bedienen van de spectrum analyzer wordt gedaan met zelf te configureren werkbalken, met popup-menu's en via sneltoetsen. Een snelle functies werkbalk is beschikbaar voor vaak gebruikte functies.