FocusonPCB - Vicenza, 15-16 maggio 2024
Torna a Vicenza il 15 e 16 maggio 2024 Focus on PCB, la terza edizione della fiera dedicata all'intera filiera dei circuiti stampati. Nata dalla volontà del Gruppo PCB Assodel…
La figura sottostante mostra lo schema di un analizzatore di spettro analogico tradizionale a conversione di frequenza supereterodina (swept spectrum analyzer) in cui alcuni stadi di conversione di frequenza sono stati omessi per semplicità.
Fig. 1 - Schema a blocchi semplificato di un classico analizzatore di spettro a supereterodina
I mixer convertono un dato intervallo di frequenze elevate in ingresso in una frequenza intermedia (IF) finale.
L'oscillatore locale spazzola un intervallo di frequenze (detto span) e la misura del livello di potenza viene visualizzata sul display.
L'elaborazione del segnale alla frequenza intermedia determina la risoluzione in frequenza per mezzo di filtri analogici con forma della funzione di trasferimento quasi guassiana.
Oltre a determinare la capacità dello strtumento di discriminare segnali molto vicini in frequenza, la banda passante del filtro applicato al segnale a frequenza intermedia (detta resolution bandwidth, RBW) determina il fondo di rumore e limita la velocità di scansione.
Il segnale di uscita del filtro RBW viene elaborato dal rivelatore e dal filtro video, che riduce il rumore sulla traccia visualizzata sullo schermo. Il filtro video è normalmente accoppiato al filtro RBW e quindi non influenza il suo tempo di assestamento e la velocità di scansione.
Dato che lo scopo delle misure delle emissioni spurie è quello di quantificare il livello di picco più alto ed ottenere il livello di potenza corretto ad ogni frequenza, il filtro analogico ha bisogno del tempo sufficiente per seguire i cambiamenti del livello del segnale d'ingresso.
Per un analizzatore di spettro analogico a supereterodina, il tempo di scansione (swep time) è calcolato come:
[Formula 2] dove:
| SWT | = tempo di scansione in secondi |
| Span / Hz | = intervallo di frequenza in Hz |
| RBW / Hz | = risoluzione in frequenza in Hz |
| k | = fattore di correzione per il tempo di assestamento del filtro RBW, tipicamente da 1 a 3 |
Il fattore di correzione influenza l'accuratezza della misura in quanto regola il tempo a disposizione del filtro a frequenza intermedia per raggiungere il livello del segnale di ingresso.
Tipicamente, accettando un errore residuo del 1%, il fattore k risulta pari a 2,5.
Un analizzatore di spettro basato sulla sezione a frequenza intermedia totalmente digitale, come i modelli FSV e FSW della Rohde & Schwarz, sfrutta un filtro a frequenza intermedia realizzato con tecniche digitali.
Il tempo di assestamento del filtro IF digitale viene predetto matematicamente ed il tempo della scansione in frequenza viene ridotto a patto di accettare un errore leggermente maggiore. Questo errore aggiuntivo viene però compensato dal software, in quanto il comportamento del filtro digitale è predicibile.
Pertante, la sezione a frequenza intermedia realizzata in digitale consente di eseguire misure accurate anche con valori di k unitari.
Valutando l'equazione 2 con 1 GHz di span e 1 kHz di RBW:
si ottiene un valore del tempo di scansione di 1000 s.
