ما هو محلل طيف الراديو؟

هناك محللات طيف لأنواع مختلفة من الإشارات ، ولكن هذه المقالة ستركز بشكل أساسي على محللات طيف الترددات الراديوية (RF).

ما هو محلل طيف الترددات الراديوية؟

محلل التردد الراديوي (RF Spectrum Analyzer) هو أداة اختبار مستخدمة على نطاق واسع تقيس قوة طيف إشارة الإدخال عن طريق قياس اتساعها ، المعروضة على المحور الرأسي (المحور الصادي) ، مقابل ترددها ، المعروض على المحور الأفقي (المحور السيني) ). يتم عرض الإخراج في مجال التردد. إنه فعال في تقديم رؤى حول أداء الترددات اللاسلكية لوحدات أو أنظمة الدوائر لأنه ، من خلال معلومات الإشارة التي تم الحصول عليها من المحلل ، يمكن تحديد نوع الإشارات الموجودة ، ويمكن قياس تردداتها ومستويات التردد والسعة. علاوة على ذلك ، يمكن ملاحظة المكونات الطيفية الأخرى للإشارة ، مثل التردد والقوة والتشويه والتوافقيات وعرض النطاق السائد.

ما هي أنواع محلل الطيف؟

بشكل عام ، يتم تصنيف محللي الطيف إلى نوعين: محلل الطيف المضبوط بالكنس ومحلل الطيف FFT. ومع ذلك ، تطورت أجهزة تحليل الطيف في أشكال مختلفة على مر السنين ، وتتقدم باستمرار مع التكنولوجيا. بغض النظر عن عوامل الشكل الخاصة به ، فإنه لا يزال يخدم غرضه الرئيسي - تحليل طيف التردد لأي إشارة معينة. فيما يلي الأنواع المختلفة وعوامل الشكل لأجهزة تحليل الطيف ، كل منها مخصص للاستخدامات والتطبيقات المختلفة.

محلل الطيف المسحوب. يُعرف أيضًا باسم محلل الطيف المتغاير الفائق ، النوع المسحوب هو الشكل التقليدي والأقدم لمحلل الطيف. تعتمد النماذج القديمة على التقنيات التناظرية وقد عملت كأساس لاختبار تحليل الطيف لسنوات عديدة. معظم هذه النماذج قديمة بالفعل ويتم استبدالها بأنواع حديثة من محللات الطيف المجتذب التي تستخدم التقنيات الرقمية.

محلل الطيف الرقمي FFT (تحويل فورييه السريع). كما يشير الاسم ، يستخدم هذا النوع من محلل الطيف التكنولوجيا الرقمية ، ويحول الإشارات التناظرية إلى تنسيقها الرقمي باستخدام تقنيات FFT. باختصار ، تستخدم تقنيات FFT عملية رياضية لتحويل شكل موجة إلى مكونات طيف التردد الخاص به.

محلل الطيف في الوقت الحقيقي. محلل الطيف القائم على FFT هو مزيج من النوع المسحوب والنوع FFT. باستخدام تقنية المتغاير الفائق ، تقوم أولاً بتحويل الإشارة إلى تردد أقل ، ثم تستخدم تقنيات FFT لتحليل الإشارة. يتم إجراء معالجة FFTs بسرعة في الوقت الفعلي دون ترك أي فجوات ومعلومات مفقودة في طيف التردد الراديوي المحسوب. علاوة على ذلك ، يمكن لهذا النوع من محلل الطيف أخذ عينات من الإشارات الواردة في مجال زمني (كما هو الحال مع راسم الذبذبات) وتحويلها إلى مجال تردد باستخدام خوارزمية FFT. يلتقط نطاقًا كاملاً من الترددات في آنٍ واحد ، ويحللها ، ثم يعرض الطيف.

محلل الطيف PXI. PXI هو معيار يعتمد على PCI eXtension Instrumentation ويستخدم على نطاق واسع في أدوات الاختبار ، والحصول على البيانات ، والتحكم. كما يوحي الاسم ، يعتمد هذا النوع من محلل الطيف على معيار PXI ، وبالتالي ، يمكن دمجه في حامل PXI.

محلل طيف USB. يستخدم هذا النوع من محلل الطيف برنامج محلل الطيف لتحليل البيانات وتخزينها وعرضها وإعادة تشغيلها. يتم تثبيت البرنامج على جهاز كمبيوتر حيث يتم توصيل الجهاز عبر منفذ USB. هذا أكثر قابلية للنقل وفعالية من حيث التكلفة من أجهزة تحليل الطيف على مقاعد البدلاء حيث لا يلزم شراء سوى أجهزة الاستحواذ.

محلل الطيف المحمول. هذا مفيد في مجال مراقبة البث اللاسلكي أو اللاسلكي وللتحقق من خصائص الطيف. لا يتمتع هذا النوع من محلل الطيف ، المصنوع في تنسيقات صغيرة محمولة ، بنفس الأداء والقدرة مثل الأنواع الأكبر من محلل الطيف.

محلل الطيف الشبكي. هذا النوع من محلل الطيف متصل بشبكة عبر منفذ إيثرنت. يراقب الأجهزة عبر الشبكة. هذا مفيد في مراقبة الأجهزة الموزعة جغرافيًا ويتم تثبيته عادةً في مجموعات لتغطية الجغرافيا الكاملة للأجهزة المراد مراقبتها ، وبالتالي ، كلما كانت الجغرافيا أكبر ، زادت الحاجة إلى محللات الطيف.

ما هي أجهزة تحليل الطيف المستخدمة؟

تُستخدم أجهزة تحليل الطيف بشكل أساسي في مختبرات الإلكترونيات لاختبار أداء التردد اللاسلكي والتحقق منه. يتم استخدامها بشكل أساسي في تصميم الترددات اللاسلكية ، وتصميم الدوائر الإلكترونية العامة ، وتصنيع الإلكترونيات ، والخدمة الأساسية والإصلاح ، والتركيب والخدمة الميدانية. [1]

المهام العامة التي يستخدمها محللو الطيف في المختبر هي:

• التحقق مما إذا كانت الإشارة المعدلة يمكن أن تتسبب في حدوث تداخل
• التحقق من وجود ضوضاء أو تشويه
• التحقق مما إذا كانت الإشارة في النطاق الصحيح للتردد
• التحقيق في المشاكل العامة مع الإشارة
• قياس القوة
• قياس ضوضاء المرحلة على إشارة
• تردد القياس
• إجراء قياسات EMI و EMI
• رسم مستوى الترددات المختلفة بالنسبة لبعضها البعض

خارج المختبر ، يستخدم محللو الطيف أيضًا العديد من الاستخدامات العملية مثل تصحيح أخطاء الشبكات اللاسلكية ، واختبار تقنيات التعديل / التشفير ، ومراقبة إشارات الراديو ، وفحص أداء الهوائي ، وكسب مضخم التردد اللاسلكي ، وعرض النطاق الترددي للإشارة ، واستخدام النطاق. في مجال شبكات المحمول ، على سبيل المثال ، يكون مفيدًا للغاية في تحديد موقع التداخل والقضاء عليه. يستخدم مشغلو شبكات الهاتف المحمول محللي الطيف اليدوي ، على وجه الخصوص ، للبحث عن التداخل لمساعدتهم على إنشاء إشارات الشبكة والحفاظ عليها.

كما أن لها استخدامات في مجالات أخرى من العلوم مثل علم الفلك والجيولوجيا والكيمياء الحيوية وغيرها. كمثال ، تُستخدم أجهزة تحليل الطيف لتحليل التركيب الكيميائي للمواد بناءً على النمط الطيفي للضوء في مجال قياس الطيف.

على الرغم من أن محلل الطيف له استخدامات عديدة ، إلا أنه ليس أداة للجميع. قد يتطلب الأمر محترفًا يفهم كيفية عمله وكيفية تفسير خصائص الإشارة لتشغيل الجهاز. ومع ذلك ، فهي أداة اختبار لا غنى عنها ولها مجموعة واسعة من الاستخدامات ، ليس فقط في مجال الإلكترونيات ولكن أيضًا في مجالات العلوم الأخرى.

مصادر:

ما هو محلل الطيف: محلل طيف الترددات الراديوية ، Electronics-Notes.com