Spektralanalyse

Beschreibung / Inhalt
Das Dokument beschreibt verschiedene Arten von Spektrumanalysatoren sowie deren Aufbau und Funktionsweise. Zunächst werden die Fast Fourier Transformation und Echtzeitanalyse als Möglichkeiten zur Spektralanalyse vorgestellt. Der Fokus liegt dann auf dem überlagerungsprinzip, bei dem das Eingangssignal des Analysators mit einer zeitlich veränderlichen Oszillatorfrequenz gemischt wird und anschließend durch ein Bandpassfilter geleitet wird. Die Auf- und Abwärtsmischung wird als Verfahren zur Vermeidung von Mehrdeutigkeit im Mischvorgang beschrieben.

Es wird erläutert, dass der HF-Eingangsteil aus Eingangsabschwächer, Eingangsfilter, Mischer und Umsetzoszillator besteht und dass die Grenzempfindlichkeit und Eindeutigkeit der Anzeige von der technischen Ausführung abhängen. Der ZF-Teil ist für die Umsetzung von Eingangssignalen auf eine Amplitude verantwortlich und besteht aus Mischer, ZF-Filter, ZF-Vorverstärker, Logarithmierverstärker und Gleichrichter. Das Videofilter ermöglicht eine Mittelung der Darstellung von Rauschanteilen. Einstellmöglichkeiten wie Frequenzbereich, Span und ZF-Filterbandbreite werden ebenfalls beschrieben.

Das Dokument gibt auch Einblicke in häufige Probleme bei der Spektralanalyse, wie dem „ZF-Durchschlag“ und der Mehrdeutigkeit im Mischvorgang, und erklärt, wie diese vermieden werden können. Durch eine ausreichende HF-Vorselektion und Verwendung der Auf- und Abwärtsmischung kann eine Eindeutigkeit der Anzeige erreicht werden.

Zusammenfassend beschreibt das Dokument die verschiedenen Komponenten und Prozesse, die bei einem Spektrumanalysator zum Einsatz kommen. Es bietet einen Einblick in die Funktionsweise und Probleme der Spektralanalyse und gibt einen Überblick über die verschiedenen Einstellmöglichkeiten, die dabei eine Rolle spielen.
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Auszug aus Referat
Spektralanalyse Es gibt mehrere Arten von Spektrumanalysatoren. Eine Möglichkeit ist das Signal im Zeitbereich abzutasten und dann mit einem speziellen Mikroprozessor über die Fourier-Analyse das Spektrum auszurechnen. Diese Analysatoren heißen Fast Fourier Transformationsanalysatoren (FFT). Der Dynamikbereich ist aufgrund der Auflösung des ADCs und der Bitbreite des Mikroprozessors auf etwa 85dB begrenzt. Echtzeitanalysatoren bestehen aus einer Parallelschaltung einer Vielzahl von Filtern. Für jede am Bildschirm darstellbare Spektrallinie gibt es einen Filter. Das Problem dieser Schaltung ist der nicht ideale Verlauf der Filterkurven. Dies kann zu Mehrfachdarstellungen oder Lücken im Spektrum führen. Die Echtzeitanalyse hat außerdem den Nachteil, daß die Schaltung mit steigender Frequenz sehr schnell sehr aufwendig wird ( Einsatzbereich bis ca. max. 100kHz). Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines abstimmbaren Bandfilters am Eingang. Dies hat mit zunehmender Mittenfrequenz zur Folge, daß die absolute Filterbandbreite ebenfalls ansteigt, was aber bei der Messung nicht erwünscht ist. Fast alle modernen Spektrumanalysatoren arbeiten nach dem überlagerungsprinzip. Bei diesem Prinzip wird das Eingangssignal des Analysators mit einer zeitlich veränderlichen Oszillatorfrequenz fLO (Local Oscillator) gemischt. Ein nachgeschalteter Bandpaßfilter weist eine konstante Mittenfrequenz und eine konstante, um-schaltbare Bandbreite f auf. Bei diesem Prinzip ergibt sich das ...
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