Come scegliere l'analizzatore di spettro portatile per la tua applicazione

La selezione del giusto analizzatore di spettro portatile è un processo che richiede una considerazione completa delle esigenze applicative, dei parametri chiave delle prestazioni, della facilità d’uso e del supporto a lungo termine. La serie HAROGIC PX di analizzatori di spettro portatili, con la sua ampia gamma di frequenze, prestazioni eccellenti, design portatile e affidabile e capacità di secondo sviluppo, mira a estendere i confini RF.

1. Introduzione-Fondamenti e applicazioni dell'analizzatore di spettro

Un analizzatore di spettro è uno strumento applicato per misurare e visualizzare in profondità le caratteristiche del segnale target nel dominio della frequenza, nel dominio del tempo e nel dominio modulato. È uno strumento chiave in campi come l’ingegneria a radiofrequenza, le telecomunicazioni e l’elettronica per analizzare le caratteristiche del segnale, identificare le interferenze o i sistemi di risoluzione dei problemi. Ecco un’introduzione ai principali tipi di analizzatori di spettro:

1.1 Classificazione per metodo di analisi

Swept-Tuned Spectrum Analyzer: Questo analizzatore classico sintonizza un oscillatore locale (LO) per mescolare con il segnale di ingresso per ogni punto di frequenza di destinazione. Il segnale di frequenza intermedia (IF) viene filtrato e la sua ampiezza viene misurata da un rilevatore digitale prima di essere visualizzato sullo schermo.

Analizzatore di spettro basato su FFT: La principale differenza tra l’analizzatore swept-tuned e l’analizzatore FFT è il metodo utilizzato per analizzare il segnale IF. Per l’analizzatore FFT, viene applicata un’analisi FFT anziché il rilevamento della tensione per ottenere l’ampiezza del segnale IF. Poiché il metodo FFT può ottenere informazioni di ampiezza fino a migliaia di punti di frequenza in una singola conversione, il che rende molto più veloce rispetto al metodo di rilevamento della tensione in molti casi. L’analisi FFT è una funzionalità chiave per un moderno analizzatore di spettro. Non è consigliabile prendere in considerazione analizzatori di spettro che forniscono solo analisi swept-tuned. Allo stato attuale, la maggior parte degli analizzatori di spettro mainstream fornisce simultaneamente analisi FFT e analisi swept-tuned, e gli eccellenti prodotti dell’analizzatore di spettro forniranno anche più di 25 MHz di larghezza di banda di analisi e più di 1K punti di analisi FFT per ottenere una maggiore velocità di analisi FFT.

Analizzatore di spettro in tempo reale (RTSA): RTSA è un ulteriore miglioramento dell’analizzatore FFT, che migliora notevolmente la capacità di elaborazione del segnale della frequenza intermedia e può fornire un’analisi FFT continua e senza zone morte del segnale a frequenza intermedia, ottenendo così una relazione molto rigorosa e accurata tra lo spettro del segnale e il tempo. RTS di solito ha una larghezza di banda e una velocità di analisi molto più elevate rispetto all’analizzatore FFT ordinario e può fornire la migliore esperienza di misurazione.

1.2 Classificazione per scenario applicativo

Analizzatori di spettro da banco: per quanto riguarda gli analizzatori di spettro da banco,c’è un’enorme differenza tra la fascia bassa degli spettrometri desktop e la fascia alta. Gli spettrometri desktop di fascia bassa, progettati per fornire una forma fisica adatta al funzionamento desktop, di solito non hanno buone prestazioni RF e capacità di analisi a causa di compromessi sui costi e non sono raccomandati senza severi vincoli di costo.

Analizzatori di spettro portatili: alimentati a batteria e ottimizzati per test e misurazioni sul campo e risoluzione dei problemi. Con il continuo sviluppo della tecnologia, i più recenti analizzatori di spettro portatili possono fornire buone capacità di analisi e RF, anche migliori della maggior parte degli analizzatori di spettro desktop di fascia bassa, inclusa l’analisi dello spettro in tempo reale. Alcuni prodotti avanzati possono fornire un funzionamento touch da 8 pollici o anche più grande e l’esperienza interattiva è persino migliore di alcuni dispositivi desktop, con adattabilità multipla sia per l’uso sul campo che in laboratorio. Se un analizzatore di spettro portatile può fornire buone prestazioni garantendo la portabilità (meno di 3 kg), sarà la scelta migliore per le applicazioni sul campo. Si consiglia inoltre di scegliere un eccellente analizzatore di spettro portatile per sostituire un analizzatore di spettro desktop di fascia bassa per ridurre gli investimenti duplicati.

Analizzatori di spettro USB (Software-defined): un analizzatore di spettro basato su USB utilizza un host del computer per la configurazione dei parametri e la visualizzazione dei risultati della misurazione. Gli spettrometri USB sono in genere modulari e pesano solo poche centinaia di grammi, fornendo un’eccellente portabilità e integrazione in una vasta gamma di scenari applicativi.Le prestazioni degli spettrometri USB si estendono su una vasta gamma, con alcuni semplici spettrometri USB che non forniscono metriche di prestazioni di livello strumentale, ma alcuni spettrometri USB avanzati offrono prestazioni paragonabili agli spettrometri desktop/portatili di fascia bassa e media.

2. Come scegliere gli analizzatori di spettro portatili-parametri chiave per considerazioni

Gli analizzatori di spettro portatili (HSA) stanno attirando sempre più attenzione a causa del loro miglioramento delle prestazioni, della portabilità e dell’efficace supporto ai test in loco. In questo articolo, introdurremo i parametri chiave per la scelta di un HSA e daremo alcuni brevi punti salienti dell’analizzatore di spettro portatile in tempo reale HAROGIC PX series fino a 40 GHz.

2.1 Parametri chiave per la scelta di un HSA

Intervallo di frequenza: specifica l’intervallo di frequenze all’interno del quale un analizzatore di spettro portatile può operare. Deve coprire le frequenze del segnale per l’applicazione di destinazione. Considera le tue applicazioni, come le reti cellulari (Sub-6 GHz, onde millimetriche), WLAN (2.4/5/6 GHz) e satellite (bande L, S, C, Ku, ecc.).

La scelta di un intervallo più ampio della frequenza operativa più alta è generalmente più sicura. Ad esempio, quando gli ingegneri sviluppano e testano un router WI-FI, hanno solo bisogno di un HSA con gamma di frequenza fino a 6,3 GHz quando vogliono misurare la potenza del canale del segnale WI-FI di destinazione. Se vogliono controllare la purezza dello spettro del segnale Wi-Fi comprese le terze armoniche, l’intervallo di frequenza dell’HSA dovrebbe coprire almeno fino a 18 GHz. HAROGIC PX serie HSA offre modelli con diverse gamme di frequenza, che a partire da 9 kHz a 9 GHz, 20 GHz, e 40 GHz. Una frequenza fino a 40 GHz soddisfa già le esigenze della stragrande maggioranza delle applicazioni sul campo.

Velocità di scansione: la velocità di scansione è uno degli indicatori più critici che influenzano l’esperienza dell’utente. Gli indicatori eccellenti dovrebbero essere basati su una buona velocità di scansione, altrimenti il lungo tempo di analisi ti renderà insopportabile. Ad esempio, anche se un analizzatore di spettro ha un DANL di -160 dBm / Hz, se la sua velocità di analisi è molto bassa, nella maggior parte dei casi gli utenti devono utilizzare un RBW più grande per mantenere la velocità di scansione entro un intervallo tollerabile, ad esempio 10 secondi. Per i prodotti della serie PX, ha il più alto livello di velocità di analisi sul mercato e fornisce funzionalità di analisi ad alta velocità nella maggior parte delle impostazioni. La serie PX consente agli utenti di completare una scansione della gamma di frequenza 10GHz in decine di millisecondi a un RBW 100kHz. L’elevata velocità di scansione consente agli utenti di utilizzare un RBW più piccolo per ottenere un’ampia gamma di frequenze di scansione, ottenendo una gamma dinamica efficace ben oltre quella dei normali analizzatori di spettro portatili e degli analizzatori di spettro desktop.

Per la serie PX, ha una velocità di scansione molto elevata sul mercato e fornisce capacità di analisi ad alta velocità nella maggior parte delle impostazioni. La serie PX consente agli utenti di eseguire la scansione di un intervallo di frequenza di 10 GHz entro decine di millisecondi a 100 kHz RBW e l’elevata velocità di scansione consente agli utenti di utilizzare un RBW più piccolo per ottenere un’ampia gamma di frequenze, ottenendo una gamma dinamica efficace ben oltre i comuni analizzatori di spettro da banco portatili e entry-level.

Purezza dello spettro: la capacità di un HSA di misurare un segnale con rumore di fase minimo o segnali spuri. Gli aspetti chiave della purezza dello spettro sono il rumore di fase, i segnali spuri e le armoniche. Il basso rumore di fase è fondamentale per distinguere i segnali a distanza ravvicinata, misurare i segnali a banda stretta e valutare la qualità della modulazione (come l’EVM). Inoltre, un minor numero di segnali spuri e di livello inferiore assicurano che l’HSA stesso non introduca segnali di interferenza che potrebbero essere scambiati per segnali di ingresso effettivi.

HAROGIC PXN-400 40 GHz analizzatore di spettro portatile ha un tipico livello di rumore di fase di -107 dBc/Hz@10 kHz offset a un vettore 1 GHz. Il tipico spurio è < -65 dBc. Il software dell’analizzatore di spettro di HAROGIC SAStudio4 inoltre fornisce ai clienti il modo standard di misura di rumore di fase per la misura facile di rumore di fase.

Gamma dinamica: si riferisce alla capacità dello strumento di misurare simultaneamente segnali grandi e piccoli. Un’ampia gamma dinamica è fondamentale per rilevare segnali interferenti deboli vicino a portatori forti. In genere è influenzato da specifiche come il rumore di fondo (DANL) e il punto di intercettazione del terzo ordine (TOI).

Cerca un DANL basso (livello di rumore medio visualizzato) e un TOI alto. Un preamplificatore può abbassare il DANL e migliorare la capacità di misurare piccoli segnali, ma può influenzare il TOI.

Potenza massima in ingresso: la potenza massima del segnale che la porta di ingresso RF dell’analizzatore di spettro può sopportare in modo sicuro. Quando si lavora in prossimità di ambienti ad alta potenza come i trasmettitori, è essenziale assicurarsi che lo strumento non sia danneggiato da sovraccarico.

Controllare le specifiche per la massima potenza di ingresso continua e potenza di picco. Capire se lo strumento è dotato di protezione da sovraccarico.

Funzioni di misura: al di là dei parametri di base dello spettro, quando si sceglie un HSA per migliorare l’efficienza e standardizzare i test, è necessario considerare se sono necessarie specifiche funzioni di misura automatizzate. Scegli in base alle esigenze dell’applicazione. Le funzioni comuni includono la potenza del canale, la larghezza di banda occupata (OBW), il rapporto di potenza del canale adiacente (ACPR), la maschera di emissione dello spettro (SEM), la misurazione dell’intensità di campo, l’analisi delle interferenze (come diagrammi/spettrogrammi a cascata), la demodulazione AM/FM e la demodulazione digitale. Alcuni strumenti avanzati supportano anche l’analisi del segnale per standard di comunicazione specifici.

HAROGIC PX series handheld spectrum analyzer è descritto con varie funzioni di misura come standard, tra cui canale di alimentazione, OBW, ACPR, AM/FM demodulazione, e demodulazione digitale. Non sarà necessario effettuare un investimento duplicato per includere più opzioni.

Portabilità e durata della batteria: i test sul campo e in loco spesso si svolgono lontano dall’ufficio, quindi il peso dello strumento e la durata della batteria influiscono direttamente sull’efficienza del lavoro. Scegli un HSA con un peso ridotto e una batteria in grado di supportare l’uso continuo per almeno una giornata lavorativa completa (ad esempio, 3-6 ore). Un design della batteria sostituibile o un supporto extra power bank è anche un vantaggio significativo.

HAROGIC PX serie HSA ha un peso di soli 1,5 kg, che lo rende facile da trasportare per la misurazione sul campo. Allo stesso tempo, il periodo di lavoro della batteria è di 3 ore come standard e l’alimentazione della banca di potere è supportata anche per tempi di funzionamento più lunghi.

Scalabilità e personalizzazione: un analizzatore di spettro portatile può anche consentire agli utenti di sviluppare applicazioni personalizzate su misura per esigenze specifiche, come misurazioni RF, acquisizione dati o attività di elaborazione del segnale come il monitoraggio specializzato dello spettro o la ricerca della direzione del segnale. Queste funzionalità ampliano le potenziali applicazioni degli analizzatori di spettro portatili, consentendo a ingegneri e tecnici di adattare completamente questi dispositivi a casi d’uso unici o avanzati.

Un’altra caratteristica distintiva della serie PX è la sua Application Programming Interface (API) altamente compatibile, progettata per facilitare lo sviluppo secondario, evitando la necessità di affidarsi esclusivamente al software SAStudio4 di HAROGIC. Ciò significa che gli utenti, come ingegneri, ricercatori o integratori di sistemi, possono personalizzare le funzionalità dell’analizzatore o integrarlo in sistemi RF embedded.