Il existe des analyseurs de spectre pour différents types de signaux, mais cet article se concentrera principalement sur les analyseurs de spectre radiofréquence (RF).
Qu'est-ce qu'un analyseur de spectre RF ?
Un analyseur de spectre RF est un instrument de test largement utilisé qui mesure la puissance du spectre du signal d'entrée en mesurant son amplitude, affichée sur l'axe vertical (axe des y), par rapport à sa fréquence, affichée sur l'axe horizontal (axe des x ). La sortie est affichée dans le domaine fréquentiel. Il est efficace pour fournir des informations sur les performances RF des modules ou systèmes de circuits car, avec les informations de signal obtenues à partir de l'analyseur, le type de signaux présents peut être identifié et leurs fréquences, niveaux de fréquence et amplitude peuvent être mesurés. En outre, d'autres composantes spectrales d'un signal, telles que la fréquence dominante, la puissance, la distorsion, les harmoniques et la bande passante, peuvent être observées.
Quels sont les types d'analyseur de spectre ?
Généralement, les analyseurs de spectre sont classés en deux types : l'analyseur de spectre à balayage et l'analyseur de spectre FFT. Cependant, les analyseurs de spectre ont évolué dans différents facteurs de forme au fil des ans, progressant continuellement avec la technologie. Indépendamment de ses facteurs de forme, il sert toujours son objectif principal - analyser le spectre de fréquences d'un signal donné. Vous trouverez ci-dessous les différents types et facteurs de forme d'analyseurs de spectre, chacun étant destiné à différentes utilisations et applications.
Analyseur de spectre balayé. Également connu sous le nom d'analyseur de spectre superhétérodyne, le type à balayage est la forme traditionnelle et la plus ancienne de l'analyseur de spectre. Les modèles plus anciens reposent sur des techniques analogiques et ont servi de base aux tests d'analyse de spectre pendant de nombreuses années. La plupart de ces modèles sont déjà obsolètes et sont remplacés par des types modernes d'analyseurs de spectre à balayage utilisant des techniques numériques.
Analyseur de spectre numérique FFT (Fast Fourier Transform). Comme son nom l'indique, ce type d'analyseur de spectre utilise la technologie numérique, convertissant les signaux analogiques en leur format numérique à l'aide de techniques FFT. En un mot, les techniques FFT utilisent un processus mathématique pour transformer une forme d'onde en composants de son spectre de fréquences.
Analyseur de spectre en temps réel. Cet analyseur de spectre basé sur la FFT est un hybride de type balayé et FFT. En utilisant la technique superhétérodyne, il convertit d'abord le signal à une fréquence inférieure, puis utilise des techniques FFT pour analyser le signal. La manipulation des FFT est effectuée rapidement en temps réel, ne laissant aucune lacune ni aucune information manquante dans le spectre RF calculé. De plus, ce type d'analyseur de spectre peut échantillonner des signaux entrants dans un domaine temporel (comme avec un oscilloscope) et les convertir en un domaine fréquentiel à l'aide de l'algorithme FFT. Il capte toute une bande de fréquences à la fois, l'analyse, puis affiche le spectre.
Analyseur de spectre PXI. PXI est une norme basée sur l'instrumentation d'extension PCI et est largement utilisé pour l'instrumentation de test, l'acquisition de données et le contrôle. Comme son nom l'indique, ce type d'analyseur de spectre est basé sur la norme PXI, il peut donc être intégré dans un rack PXI.
Analyseur de spectre USB. Ce type d'analyseur de spectre utilise un logiciel d'analyse de spectre pour analyser, stocker, afficher et relire les données. Le logiciel est installé sur un ordinateur auquel l'appareil est connecté via un port USB. C'est plus portable et plus économique que les analyseurs de spectre de paillasse puisque seul le matériel d'acquisition doit être acheté.
Analyseur de spectre portable. Ceci est utile sur le terrain pour surveiller les transmissions radio ou sans fil et pour vérifier les caractéristiques du spectre. Fabriqué dans de petits formats portables, ce type d'analyseur de spectre n'a pas les mêmes performances et capacités que les types plus grands d'analyseur de spectre.
Analyseur de spectre en réseau. Ce type d'analyseur de spectre est connecté à un réseau via le port ethernet. Il surveille les appareils sur un réseau. Ceci est utile pour surveiller les appareils répartis géographiquement et est normalement installé en grappes pour couvrir toute la géographie des appareils à surveiller. Ainsi, plus la géographie est grande, plus il faut d'analyseurs de spectre.
A quoi servent les analyseurs de spectre ?
Les analyseurs de spectre sont principalement utilisés dans les laboratoires d'électronique pour tester et vérifier les performances RF. Ils sont principalement utilisés dans la conception RF, la conception générale de circuits électroniques, la fabrication de composants électroniques, l'entretien et la réparation de base, ainsi que l'installation et l'entretien sur le terrain.[1]
Les tâches générales pour lesquelles les analyseurs de spectre sont utilisés dans un laboratoire sont :
- vérifier si un signal modulé peut provoquer des interférences
- vérifier la présence de bruit ou de distorsion
- vérifier si le signal est dans la bonne bande de fréquence
- enquêter sur des problèmes généraux avec un signal
- mesure de la puissance
- mesure du bruit de phase sur un signal
- fréquence de mesure
- effectuer des mesures EMI et EMI
- tracer le niveau de différentes fréquences les unes par rapport aux autres
En dehors du laboratoire, les analyseurs de spectre ont également de nombreuses utilisations pratiques telles que le débogage des réseaux sans fil, le test des techniques de modulation/codage, la surveillance des signaux radio et la vérification des performances de l'antenne, du gain de l'amplificateur RF, de la bande passante du signal et de l'utilisation de la bande. Dans le domaine des réseaux mobiles, par exemple, il est extrêmement utile pour localiser et éliminer les interférences. Les analyseurs de spectre portables, en particulier, sont utilisés par les opérateurs de réseaux mobiles pour la recherche d'interférences afin de les aider à établir et à maintenir les signaux du réseau.
Il a également des utilisations dans d'autres domaines scientifiques tels que l'astronomie, la géologie et la biochimie, entre autres. A titre d'exemple, les analyseurs de spectre sont utilisés pour analyser la composition chimique des matériaux sur la base du schéma spectral de la lumière dans le domaine de la spectrométrie.
Bien qu'un analyseur de spectre ait de nombreuses utilisations, ce n'est pas un outil pour tout le monde. Il faudrait un professionnel qui comprend comment cela fonctionne et comment interpréter les caractéristiques d'un signal pour faire fonctionner l'appareil. Néanmoins, c'est un instrument de test indispensable qui a un large éventail d'utilisations, non seulement dans le domaine de l'électronique mais aussi dans d'autres domaines scientifiques.
Sources:
Qu'est-ce qu'un analyseur de spectre : analyseur de spectre RF , Electronics-Notes.com