متنوع

كيفية استخدام محلل الطيف

كيفية استخدام محلل الطيف

تعد أجهزة تحليل الطيف من أدوات الاختبار الرئيسية لاستخدامها عند اختبار تردد الراديو ودوائر الترددات اللاسلكية والوحدات والوحدات. يتم استخدامها في العديد من المجالات بما في ذلك تصميم الترددات اللاسلكية وتصميم الدوائر الإلكترونية العام وتصنيع واختبار الإلكترونيات والخدمة وأحيانًا الإصلاح الميداني.

تعرض أدوات الاختبار هذه السعة مقابل التردد ، ونتيجة لذلك ، تعد أدوات الاختبار هذه أساسية في تحديد موقع الإشارات الزائفة وعرض وقياس عرض نطاق الإشارة.

تعد معرفة كيفية استخدام محلل الطيف بشكل فعال أمرًا أساسيًا للقدرة على التحقيق في تشغيل دوائر التردد اللاسلكي بشكل صحيح.

تتمثل إحدى الطرق الرئيسية لفهم كيفية استخدام محلل الطيف في إلقاء نظرة على عناصر التحكم.

على الرغم من أن أداة الاختبار هذه قد تبدو معقدة ، إلا أنه قد يكون من السهل فهم كيفية استخدام محلل الطيف بمجرد قضاء بعض الوقت مع أحدها ..

على الرغم من أن كل نوع محلل سيكون مختلفًا ، إلا أن المفاهيم الأساسية هي نفسها عبر كل أداة اختبار - يمكن إجراء نفس أنواع القياس وتتوفر نفس وظائف التحكم الأساسية. وبهذه الطريقة ، بمجرد استخدام أداة اختبار واحدة ، يمكن نقل نفس المهارات الأساسية إلى استخدام أجهزة تحليل الطيف الأخرى.


كيفية استخدام محلل الطيف - الأساسيات

يوجد عدد من الضوابط والواجهات المختلفة على محلل الطيف. على الرغم من أن هذه القطع من معدات الاختبار قد تبدو معقدة ، إلا أنه من الممكن الاستفادة منها بشكل جيد بعد القليل من الممارسة حيث أنه من الضروري استخدام أدوات التحكم بشكل صحيح.

  • العرض عند النظر في كيفية استخدام محلل الطيف ، فإن أحد العناصر الرئيسية لجهاز الاختبار هو العرض. تحتوي الشاشة على قاعدة عريضة تحتوي عادةً على عشرة أقسام أفقية رئيسية وعشرة أقسام رأسية رئيسية.

    تتم معايرة المحور الأفقي للمحلل خطيًا بالتردد مع وجود التردد الأعلى في الجانب الأيمن من الشاشة. يتم معايرة المحور الرأسي في السعة. عادة ما يكون هذا المقياس لوغاريتميًا ، على الرغم من أنه من الممكن غالبًا وجود مقاييس أخرى بما في ذلك المقاييس الخطية للقياسات المتخصصة.

    يستخدم المقياس اللوغاريتمي عادةً لأنه يتيح رؤية الإشارات عبر مدى واسع جدًا على محلل الطيف - قد تختلف الإشارات المهمة بمقدار 70 ديسيبل أو 80 ديسيبل أو أكثر. عادةً ما يتم استخدام قيمة 10 ديسيبل لكل قسم. عادةً ما يتم معايرة هذا المقياس بالديسيبل (أي ديسيبل نسبيًا 1 ملي واط) ، وبالتالي من الممكن رؤية مستويات الطاقة المطلقة وكذلك مقارنة الفرق في المستوى بين إشارتين.

    بالإضافة إلى عرض الطيف ، غالبًا ما يكون للمحللين الحديثين الذين يستخدمون التكنولوجيا الرقمية مفاتيح مرنة لتوفير وظائف مختلفة حول حافة الشاشة.

  • ضبط التردد لضبط تردد محلل الطيف ، هناك اختياران يمكن إجراؤهما. هذه التحديدات مستقلة عن بعضها البعض وعلى عناصر تحكم مختلفة أو يتم إدخالها عبر لوحة مفاتيح منفصلة:

    • تردد المركز: : يحدد اختيار التردد المركزي تردد مركز المقياس على القيمة المختارة. هو عادة مكان وجود الإشارة المراد مراقبتها. بهذه الطريقة تكون الإشارة الرئيسية في وسط الشاشة ويمكن مراقبة الترددات على كلا الجانبين.
    • امتداد: اختيار الامتداد هو مدى تغطية التردد التي يجب عرضها أو مراقبتها عند استخدام محلل الطيف. يمكن إعطاء الامتداد كعرض نطاق لكل قسم على graticule ، أو المدى الإجمالي الذي يتم رؤيته على الجزء المُعاير من الشاشة ، أي ضمن النطاقات القصوى للمعايرات على graticule. هناك خيار آخر متاح غالبًا وهو ضبط ترددات بدء المسح وإيقافه. هذه طريقة أخرى للتعبير عن المدى حيث أن الفرق بين ترددات البداية والإيقاف يساوي المدى. سيسمح تقليل المدى بدقة أفضل للإشارة ، مما يسمح برؤية مكونات الإشارة القريبة.
    • الترددات العلوية والسفلية: : كبديل لضبط الامتداد والتردد المركزي ، توفر العديد من أجهزة التحليل القدرة على إدخال ترددات البداية والتوقف أو الترددات العلوية والسفلية لعملية المسح.
  • تعديلات الكسب والتوهين هناك ضوابط أخرى لاستخدامها في محلل الطيف. معظم هذه تقع في واحدة من فئتين. الأول يرتبط بكسب أو توهين الأقسام داخل محلل الطيف.

    إذا كانت هناك زيادة في التحميل على أجزاء من جهاز الاختبار ، فقد تتولد إشارات زائفة داخل الجهاز. يمكن منع ذلك من خلال تضمين التوهين الإضافي باستخدام مخفف الإدخال. ومع ذلك ، إذا تم إدخال قدر كبير من التوهين ، فسيلزم كسب إضافي في المراحل اللاحقة (كسب IF) ويزيد مستوى ضوضاء الخلفية ويمكن أن يخفي هذا أحيانًا إشارات المستوى الأدنى. ومن ثم ، يلزم اختيار دقيق لمستويات الكسب ذات الصلة داخل محلل الطيف للحصول على الأداء الأمثل.

    غالبًا ما تحتوي معدات الاختبار الحديثة على عنصر تحكم واحد في الكسب ، يسمى عادةً التحكم في المستوى المرجعي ، والذي يجمع بين توهين الإدخال وعناصر تحكم كسب IF. يقوم تلقائيًا بضبط كليهما للحصول على الإعداد الأمثل. وبهذه الطريقة يتم تحسين كل من الحمل الزائد في أحد طرفي المقياس والضوضاء في الطرف الآخر.

    عادةً ما يتم تعديل الكسب الإجمالي بحيث يتم وضع ذروة إشارة الاهتمام في أعلى الشاشة - عادةً ما يكون فجوة 10 ديسيبل من الأعلى هامشًا كافيًا. وبهذه الطريقة يمكن أيضًا رؤية الإشارات الزائفة والإشارات الأخرى في الاتساع بسهولة بالغة.

    إذا تم تقليل المستوى المرجعي إلى حد بعيد ، فستقل قيمة الإشارات وتقترب تدريجياً من مستوى الضوضاء المتبقية. للقياسات المعقولة يجب أن يكون هناك فرق 20 ديسيبل بين الإشارة والضوضاء.

  • ااغغ يعمل محلل الطيف عن طريق مسح مدى التردد المطلوب من النهاية المنخفضة إلى الأعلى للمدى المطلوب. السرعة التي يتم بها القيام بذلك مهمة. من الواضح أنه كلما كان مسح النطاق أسرع ، يمكن إجراء القياس بشكل أسرع.

    ومع ذلك ، فإن معدل فحص أداة الاختبار محدود بعنصرين آخرين. هذه هي المرشح المستخدم في IF ، ومرشح الفيديو الذي يمكن استخدامه أيضًا لمعدل القراءة. يجب أن يكون لهذه المرشحات الوقت للاستجابة وإلا سيتم تفويت الإشارات وستصبح القياسات عديمة الفائدة.

    لا يزال من الضروري الحفاظ على معدل المسح مرتفعًا قدر الإمكان لضمان إجراء القياسات في أسرع وقت ممكن. عادةً ما يتم ربط معدل المسح والامتداد وعرض النطاق الترددي للمرشح داخل جهاز الاختبار لضمان اختيار التركيبة المثلى. يعد معدل المسح أحد الإعدادات الرئيسية خاصةً عند الحاجة إلى إجراء عدد كبير من القياسات ، على سبيل المثال في تصميم الترددات الراديوية حيث يلزم تمييز الدوائر المتكاملة أو دوائر التردد اللاسلكي ، أو في الشركة المصنعة للإلكترونيات حيث يجب الحفاظ على أوقات الاختبار عند الحد الأدنى.

  • تصفية عرض النطاق الترددي تتعلق عناصر التحكم الأخرى بعرض نطاق المرشح داخل الجهاز. هناك نوعان بشكل عام:
    • إذا مرشح: يوفر المرشح IF الأساسي استبانة محلل الطيف من حيث التردد. اختيار عرض نطاق مرشح ضيق سيمكن من رؤية الإشارات القريبة من بعضها البعض. ولكن بحقيقة أنها ذات نطاق ضيق ، فإن هذه المرشحات لا تستجيب للتغيرات بأسرع ما يمكن للمرشحات ذات النطاق الأوسع. وفقًا لذلك ، يجب اختيار معدل مسح أبطأ عند استخدامها.

      عند الحاجة إلى استخدام نطاقات التردد الضيقة ومعدلات المسح البطيئة ، يمكن إجراء القياس عن طريق تقليل المدى الذي يجب مسحه ضوئيًا. على الرغم من أنه يجب استخدام معدل مسح بطيء ، يمكن تقليل النطاق الذي يجب إجراء المسح عليه ، وبالتالي تقليل وقت المسح للمحلل.

    • مرشح الفيديو: تم استخدام وظيفة مرشح الفيديو مع العديد من محللات الطيف التماثلية ولا تُشاهد عادةً على أولئك الذين يستخدمون معالجة الإشارات الرقمية. يوفر شكلاً من أشكال المتوسط ​​ليتم تطبيقه على الإشارة. هذا له تأثير في تقليل الاختلافات التي تسببها الضوضاء وهذا يمكن أن يساعد في متوسط ​​الإشارة وبالتالي الكشف عن الإشارات التي قد لا يمكن رؤيتها بطريقة أخرى. يؤدي استخدام ترشيح الفيديو أيضًا إلى الحد من السرعة التي يمكن لمحلل الطيف إجراء المسح بها. سيكون لمحللي FFT الحديث والطيف الحقيقي وظيفة متوسط ​​خاصة.

    في محللات الطيف الحديثة ، يتم عادةً ربط عرض نطاق المرشح تلقائيًا بالمدى ومعدل المسح ، بحيث يتم اختيار الإعداد الأمثل لأي موقف معين. كلما كان الفلتر أضيق ، كانت التفاصيل التي يتم رؤيتها أدق ، وانخفض مستوى الضوضاء في الأرضية. (تتناسب الضوضاء NB مع عرض النطاق الترددي ، لذلك كلما انخفض عرض النطاق الترددي ، قلت الضوضاء) كما ذكر أعلاه ، فإن القاعدة الأساسية الجيدة هي ضمان وجود فرق قدره 20 ديسيبل بين الضوضاء ومستوى الإشارة للقياسات المعقولة.

    يمكن أيضًا الإشارة إلى عرض النطاق الترددي للمرشح على أنه الدقة نظرًا لحقيقة أنه يمكن رؤية التفاصيل الدقيقة بمستويات عرض نطاق أضيق لمرشح.

  • علامات: إحدى الوسائل المفيدة جدًا التي يتم دمجها في محللات الطيف الجديدة تقريبًا هي استخدام الواسمات. يكتشف هذا مستوى أجزاء معينة من شكل الموجة ويمكن استخدامه لقياس مستويات الإشارات المختلفة ، ومقارنة الأرقام مثل مستويات التوافقيات أو الإشارات الزائفة فيما يتعلق بالناقل.

    عادةً ما يمكن ضبط هذه العلامات لتحديد الذروة ، والذروة الثانية وما إلى ذلك ، أو لقياس المستوى عند نقطة معينة - تُستخدم عجلة أو مقبض بشكل عام لضبط التردد لذلك.

    عادة ما يتم التحكم في هذه العلامات بواسطة مفاتيح الوظائف اللينة التي توجد عادة كمفاتيح ناعمة على شاشة اللمس ، أو كأزرار حول الشاشة.

تمتلك أجهزة تحليل الطيف الحديثة عددًا هائلاً من المرافق ، خاصةً عند مقارنتها بأجهزة الاختبار التماثلية منذ سنوات عديدة.

بالإضافة إلى العديد من الميزات مثل العلامات ، هناك عادةً مجموعة من الميزات الأخرى التي يمكن الوصول إليها باستخدام المفاتيح المرنة. قد تشمل هذه الإجراءات الروتينية لقياس ضوضاء المرحلة وشكل الضوضاء.

آخر هو القدرة على اختبار سهل لأطياف الإشارة. يمكن إعداد قناع يوضح بالتفصيل الحدود التي يجب أن يقع ضمنها طيف الإشارة. يظهر هذا القناع على الشاشة ومن ثم يصبح من السهل جدًا معرفة ما إذا كان طيف الإشارة يقع خارج هذا الطيف.

تلميحات ونصائح لاستخدام محلل الطيف

على الرغم من أنه من الممكن تفصيل عناصر التحكم المختلفة في محلل الطيف وما يفعله ، هناك نقاط أخرى تتعلق بالجانب العملي لاستخدام محلل الطيف المدرجة أدناه:

  • احذر من مستوى الإدخال: عند التعامل مع مستويات طاقة عالية ، قد يكون من السهل جدًا إتلاف مدخلات أدوات الاختبار هذه. يتم توصيل الإدخال بشكل عام مباشرة بخلاط عالي الأداء. إذا تم استخدام طاقة زائدة ، فقد يؤدي ذلك إلى تدمير الخلاط وقد يكون إصلاحه مكلفًا ، ناهيك عن تكلفة تعطل أي اختبار أثناء العثور على بديل.

    عند اختبار أجهزة الإرسال ، يجب أن يتم تمرير الإخراج من خلال المخفف ، وعند إعادة تكوين أي اختبار ، قد يكون من السهل نسيان تضمين المخفف. كن حذرًا جدًا للتأكد من تضمين المخفف دائمًا لتقليل أي مستويات طاقة عالية حتى لا يتم تحميل المدخلات بشكل زائد.

    عادةً ما يحتوي موصل الإدخال بالمحلل على تحذير بشأن الحد الأقصى لمستوى الطاقة المسموح به ، مع توضيح القوى الفعلية المسموح بها.
  • التحقق مما إذا كانت الإشارات الهامشية يتم إنشاؤها في المحلل أو UUT: عند اختبار الإشارات الهامشية ، ليس من الواضح دائمًا ما إذا كانت أي إشارات زائفة قد تم إنشاؤها داخليًا داخل أداة الاختبار أم أنها من الوحدة قيد الاختبار. يمكن أن تولد مراحل إدخال محلل الطيف إشارات خطيرة إذا أصبحت محملة بشكل زائد.

    تتمثل الطريقة السهلة للتحقق في تقليل مستوى مخفف الإدخال (وليس أي عناصر تحكم أخرى في الكسب) بمقدار 10 ديسيبل. إذا انخفضت المستويات الهامشية بمقدار 10 ديسيبل (مع الإشارات الأخرى) ، يتم إنشاء الإشارات الهامشية بواسطة UUT. إذا انخفضت الإشارات الهامشية بأكثر من 10 dB ، فهذا يعني أنها تتولد داخليًا داخل محلل الطيف. إذا كانت هذه هي الحالة ، قلل من موهن الدخل حتى تختفي الإشارات الهامشية التي يولدها محلل الطيف.

  • تأكد من تحديث البرنامج: من الأفضل دائمًا التأكد من تحديث البرنامج داخل محلل الطيف. تقوم الشركات المصنعة بتحديث البرنامج بشكل دوري لإصلاح الأخطاء وأحيانًا لتحسين الأداء. من خلال تحديث البرنامج ، من الممكن ضمان توفر أحدث المرافق.
  • عند قياس ضوضاء المرحلة ، تأكد من أن أداء المحلل مناسب: عند قياس ضوضاء الطور لإشارة ما باستخدام محلل الطيف ، تأكد من أن أداء ضوضاء المذبذب المحلي داخل محلل الطيف أفضل بنحو 6 ديسيبل من الأداء المتوقع للإشارة قيد الاختبار. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فإن ضوضاء الطور لمذبذب محلل الطيف سوف تؤثر على القراءات. إذا كانت الحالة القصوى التي تكون فيها الإشارة قيد الاختبار أفضل من إشارة مذبذب محلل الطيف المحلي ، يتم قياس ضوضاء الطور لمحلل الطيف نفسه!

عند استخدام محلل الطيف ، يمكن الوصول بسرعة إلى مكان يمكن استخدامه فيه بفعالية. تساعد بعض التلميحات والنصائح حول استخدام هذا الاختبار في التغلب على المشكلات التي يواجهها الجميع عند استخدام أجهزة تحليل الطيف.

على الرغم من أن معظم محللي الطيف سيكون لديهم المزيد من الضوابط ، إلا أن تلك المذكورة هي العناصر الرئيسية المستخدمة وستتيح فهمًا جيدًا لكيفية استخدام محلل الطيف. تعد أجهزة تحليل الطيف عناصر مفيدة جدًا لمعدات الاختبار ولا تقدر بثمن لتصميم الترددات اللاسلكية وتطويرها واختبارها.

تعد أجهزة تحليل الطيف أدوات اختبار لا تقدر بثمن لتصميم الترددات الراديوية - فهي توفر رؤى أساسية حول تشغيل دوائر ووحدات وأنظمة التردد اللاسلكي. على هذا النحو ، فهي من أهم عناصر معدات الاختبار لتصميم الترددات اللاسلكية وتصميم الدوائر الإلكترونية وتصنيع الإلكترونيات والخدمة والإصلاح الميداني وما إلى ذلك.


شاهد الفيديو: كيف تكسب في سوق الأسهم وتتجنب التعليقة عن طريق جوالك إذا كنت لا تفهم شيئا في التحليل الفني (ديسمبر 2021).