Analizatory odpowiedzi częstotliwościowej

	SFRA45 - Diagnostyka transformatorów	PSM1700 - Wysoka dokładność 100Vpk wejście	PSM1735 – Wysoka dokładność 0.01dB, 35MHz	PSM3750 - Wysoka dokładność 0.01dB, 50MHz
Dokładność podstawowa	0.02dB	0.02dB	0.01dB	0.01dB
Dokładność pomiaru fazy	0.025°	0.02°	0.02°	0.05°
Zakres częstotliwości	5Hz ~ 45MHz	10uHz ~ 1MHz	10uHz ~ 35MHz	10uHz ~ 50MHz

Czym jest analizator odpowiedzi częstotliwościowej?

Analizator odpowiedzi częstotliwościowej (FRA) stanowi przyrząd pomiarowy o wysokiej dokładnośći i przeznaczony jest do analizy parametrów komponentów elektycznych, obwodów i systemów (w skrócie – DUT) w dziedzinie częstotliwościowej. Z reguły analizator FRA zapewnia generację sygnału sinusoidalnego, który wstrzykiwany (injected) jest do badanego komponentu, obwodu lub systemu. Parametry wzorcowego sygnału są mierzone w punkcie wprowadzenia za pomocą kanału pomiarowego, zwykle przez CH1. Dalej, sygnał wzorcowy podróżuje przez badany komponent, obwód czy system, i jego parametry w punkcie wyjściowym wówczas są mierzone przez kanał CH2, ale jednocześnie z pomiarem w punkcie wejściowym przez kanał CH1. Zastosowanie sygnału sinusoidalnego zapewnia analizę systemu w dziedzinie częstotliwościowej (odpowiedź częstotliwościowa systemu).

Kolejność podłączenia analizatora odpowiedzi częstotliwościowej do DUT

Schemat z lewej strony ilustruje podstawową zasadę podłączenia analizatora FRA do DUT. Generator Źródło sygnału (OUT) i wzorcowy kanał pomiarowy (CH1) są połączone z wejściem badanego układu (obwód/układ – DUT), kanał pomiarowy (CH2) połączony jest z wyjściem badanego układu (DUT).

Ta metoda zapewnia analizę odpowiedzi częstotliwościowej DUT (zachowanie DUT w dziedzinie częstotliwościowej). Uzyskanie odpowiedzi DUT w dziedzinie częstotliwościowej realizuje się za pomocą przemiatania częstotliwości sygnału wzorcowego (sweep) w zakresie lub na częstotliwościach ustalonych przez użytkownika.

Schemat blokowy analizatora odpowiedzi częstotliwościowej

Wzorcowy sygnał wejściowy poddawany jest kondycjonowaniu i przetwarzaniu za pomocą ADC o wysokiej liniowości. Po przetwarzaniu dane trafiają do FGPA/DSP, zapewniające analizę sygnału z wykorzystaniem algorytmu dyskretnej transformaty Fouriera (DFT).

Procedura DFT działa jako filtr wycinający i wyodrębnia częstotliwość pierwotnego sygnału wzorcowego, odrzucając resztę częstotliwości.

Na przykład, jeżeli sygnał o częstotliwości 1kHz z generatora wprowadzony jest do badanego obwodu, analizator stosuje algorytm DFT do wyodrębniania składowej 1kHz sygnału, przekazanego do FGPA.

Bez zastosowania algorytmu DFT, przetwarzany sygnał w formacie cyfrowym także będzie zawierał szum. Proces przetwarzania sygnału za pomocą DFT oferuje znakomitą selektywność i bardzo wysoki zakres dynamiczny (120dB).

Sygnały po przetwarzaniu DFT z dwóch kanałów CH1 i CH2 poddawane są porównaniu według wielkości i przesunięcia fazowego. Absolutne wzmocnienie (CH2/CH1) jest przeliczone w wartości dB i na wyświetlaczu przedstawione są wartości: wzmocnienie dB i przesunięcie fazowe.

Jak można stosować analizator odpoweidzi częstotliwościowej przy projektowaniu?

Dla inżyniera-projektanta analizator odpowiedzi częstotliwościowej stanowi także ważną część sprzętu pomiarowego, jak oscyloskop. Analizator FRA jest podstawowym typem przyrządu pomiarowego i odgrywa istotną rolę w zagadnieniach projektowania urządzeń radioelektronicznych. Też należy pamiętać, że analizatory dopowiedzi częstotliwościowej są przyrządami precyzyjnymi, wyposażonymi we wzorcowane wejścia i zapewniające wysokie charakterystyki metrologiczne.

Analizator odpowiedzi częstotliwościowej wykorzystywany jest do określenia charakterystyki wzmocnienia/fazy filtrów, zachowania sygnału przemiennego w tranzystorze, sprawdzenia stabilności układu sterowania serwomechanizmem, określenia funkcji przenoszenia (transfer function) urządzenia czy podsystemu. I jest to tylko kilka z setek zagadnień gdzie analizator znajduje własne zastosowanie.

Przykłady zastosowań


Analiza stabilności pętli regulacji	Analiza sprawności tranzystorów	Projektowanie filtrów	Projektowanie wzmacniaczy audio	Ocena parametrów transoptorów	Analiza odpowiedzi częstotliwościowej kabli koncentrycznych	Ocena parametrów regulatorów LDO	Ocena parametrów sprawności transformatorów sygnałów	Analiza wzajemnych zakłóceń (cross-talk)	Projektowanie filtrów RFI/EMC

Szerokopasmowe analizatory odpowiedzi częstotliwościowej o zaawansowanej funkcjonalności

W nowoczesnym świecie gdy dla rozwiązania rozmaitych naukowych i badawczych zagadnień potrzebne są elastyczność , przędkość i dokładność pomiarów, firma N4L oferuje nową generację wielofunkcyjnych analizatorów odpowiedzi częstotliwościowej, posiadających wysoką wydajność w dowolnym trybie pomiarowym, bez obniżenia dokładności pomiarów czy wziększenia ceny przyrządu. Przy projektowaniu przyrządów firma N4L zastosowała całe własne doświadczenie i nowoczesne technologii w celu stworzenia unikatowych precyzyjnych analizatorów o przystępnej cenie.

Seria PSM stanowi nie jedynie analizatory odpowiedzi częstotliwościowej – przyrządy mogą być wyposażone w moduły analizy impedancji do utworzenia precyzyjnego wielofunkcyjnego analizatora impedancji. Przy podobnym zastosowaniu analizator PSM3750, na przykład, zapewnia analizę impedancji w zakresie częstotliwości do 50MHz.

Do dodatkowych funkcji też należą: oscyloskop (modele PSM3750 i SFRA45), analizator mocy, analizator harmonicznych oraz woltomierz wektorowy.

Tabela porównawcza parametrów wszystkich serii analizatorów odpowiedzi częstotliwościowej

Standardowo Opcja Niedostępnie

	SFRA45 - Diagnostyka transformatorów	PSM1700 - Wysoka dokładność 100Vpk wejście	PSM1735 – Wysoka dokładność 0.01dB, 35MHz	PSM3750 - Wysoka dokładność 0.01dB, 50MHz
Podstawowa dokładność	0.02dB	0.02dB	0.01dB	0.01dB
Dokładnośc pomiaru fazy	0.025°	0.02°	0.02°	0.05°
Zakres częstotliwośći	5Hz ~ 45MHz	10uHz ~ 1MHz	10uHz ~ 35MHz	10uHz ~ 50MHz
Typ przetwarzania sygnału	DFT w czasie rzeczywistym	DFT w czasie rzeczywistym	DFT w czasie rzeczywistym	DFT w czasie rzeczywistym
Boczniki wewnętrzne do analizy impedancji /LCR
Opcja modułu analizy impedancji (IAI)
Podstawowa dokładność modułu analizy impedancji		0.1%	0.1%	0.1%
Opcja modułu LCR Active Head
Podstawowa dokładność modułu LCR Active Head		0.2%	0.2%
Ilość kanałów	2	2	2	2 lub 3
Woltomierz RMS (True RMS)
Oscyloskop
Izolowane wyjście generatora
Izolowane wejścia pomiarowe
Analizator harmonicznych
Analizator mocy
Maks. napięcie wejściowe	10Vpk	100Vpk	10Vpk	500Vpk
Ilość zakresów	9	9	9	16
Port USB-pamięci
Interfejs LAN
Interfejs GPIB
Interfejs RS232
Zegar czasu rzeczywistego
Montaż w szafie typu Rack 19''
Pamięć wewnętrzna	1000 zapisów	8000 zapisów	8000 zapisów	16000 zapisów
Wymiary, bez nóżek (WxSxG mm)	305 x 230 x 45	170 x 350 x 250	170 x 350 x 250	92 x 215 x 312
Waga	2.7kg	4kg	4kg	3.3 - 3.5kg