Pomiary przedcertyfikacyjne zaburzeń EMI

Duża część użytkowników analizatorów widma, szczególnie w firmach, na których spoczywa obowiązek certyfikacji sprzętu elektronicznego (np. producenci lub dystrybutorzy), rozważa wykorzystywanie tego typu przyrządów w pomiarach przedcertyfikacyjnych prowadzonych we własnym zakresie. Badania takie pozwalają unikać kosztów związanych z ewentualnymi negatywnymi wynikami pomiarów wykonanych w laboratoriach akredytowanych. Do takich badań nie wystarczy wprawdzie sam analizator, potrzebne są odpowiednie sondy, anteny i środowisko wolne od zakłóceń, co można zrealizować np. przy pomocy komory bezodbiciowej. Analizator bez wątpienia jest jednak najważniejszym elementem zestawu. W programie SignalVu-PC uwzględniono specjalną funkcję „Spurious” przeznaczoną do lokalizacji pików widma przekraczających zdefiniowane poziomy. Linie ograniczeń przygotowane dla kilkunastu norm są wczytywane z dysku przed rozpoczęciem pomiarów. Wraz z nimi wczytywane są odpowiednie konfiguracje analizatora zawierające nastawy filtrów RBW, VBW, zakres przemiatania częstotliwości, parametry pracy detektora, układu wyzwalania itp. W wyniku przeprowadzenia pomiaru „Spurious” na ekranie jest rysowane widmo na tle linii ograniczeń, wyznaczane są wszystkie piki widma, których parametry można odczytać z załączanej pod wykresem tabeli. Wszystkie piki przekraczające linię ograniczeń są wyświetlane w kolorze czerwonym (rys. 5).

Rys. 5. Pomiar „Spurious” wykorzystywany np. w przedcertyfikacyjnych badaniach zaburzeń EMI

Do badania czy dane widmo mieści się w określonym zakresie poziomów i częstotliwości można wykorzystywać również, dobrze znane chociażby z technik oscyloskopowych, maski i testy pass/fail. Maska wyznacza wirtualny korytarz ograniczony poziomem minimalnym i maksymalnym (lub tylko jednym z nich), w którym powinno się w całości zawierać widmo. Każde przekroczenie korytarza jest sygnalizowane wyświetleniem pionowej linii odpowiadającej częstotliwości przekroczenia maski (rys. 6).

Rys. 6. Pomiar widma z użyciem maski

Pomiary z zastosowaniem markerów

Markery stanowią jedno z podstawowych narzędzi pomiarowych każdego analizatora widma i nie tylko. Jest więc oczywiste, że w programie SignalVu-PC również są one dostępne. Markery znacznie ułatwiają wykonywanie dokładnych pomiarów na wartościach liczbowych. Wystarczy zbliżenie kursora myszki w pobliże piku widma i kliknięcie przyciskiem, aby we wskazanym piku został ustawiony marker. Ewentualna dalsza korekta położenia jest możliwa po ręcznym wpisaniu dokładnej częstotliwości, na której wskazany marker powinien być ustawiony. Wszystkie markery są wyszczególnione w tabeli pod wykresem. Mogą to być markery bezwzględne, dla których podawana jest odpowiadająca im częstotliwość, albo różnicowe – opisane różnicą częstotliwości danego markera od markera referencyjnego. Przykład pomiaru z użyciem markerów przedstawiono na rys. 7. Strzałki nawigacyjne widoczne pod wykresem ułatwiają przechodzenie pomiędzy markerami.

Rys. 7. Pomiar parametrów widma z użyciem markerów

Pomiary mocy z zastosowanie markerów

Markery mogą być wykorzystywane nie tylko do wyznaczania poziomów mocy sygnału dla określonych częstotliwości. Specjalny rodzaj markerów – power marker to narzędzie umożliwiające obliczenia mocy i gęstości mocy w badanym widmie. Wystarczy umieścić dwa markery w wybranych punktach widma, a program automatycznie obliczy moc i gęstość mocy sygnału we wskazanym przedziale częstotliwości (rys. 8).

Rys. 8. Pomiar mocy z użyciem markerów

Trasowanie widma

Badając widmo najczęściej jesteśmy zainteresowani zarejestrowanym w czasie pomiaru poziomem maksymalnym. Zwykle też warto znać minimum sygnału określające poziom szumu w danym środowisku. Czasami konieczna będzie informacja o jakimś innym  parametrze widma, np. jego wartości średniej. W zależności od mierzonego parametru musi być odpowiednio ustawiony detektor analizatora. Dla lepszego poznania relacji zachodzących pomiędzy poszczególnymi parametrami widma celowe jest wykreślenie każdej z tych trzech krzywych na jednym wykresie. Jest to możliwe w programie SignalVu-PC po wybraniu funkcji „Traces” dostępnej w okienku konfigurowania analizatora. Użytkownik może w nim zdefiniować tryb pracy detektora podczas wykreślania każdego z trzech wykresów. Przykład takiego pomiaru przedstawiono na rys. 9. Do wyświetlenia widma wybrano detekcję maksimów, minimów i wartości średniej (RMS).

Rys. 9. Jednoczesny pomiar trzech wybranych parametrów widma; na rysunku: wartość maksymalna, średnia (RMS) i minimalna

Analiza modulacji cyfrowych

Jedna z funkcji pomiarowych programu SignalVu-PC przeznaczona jest do badania widma sygnałów z modulacjami cyfrowymi. Po skonfigurowaniu przyrządu do pracy w tym trybie sygnał może być obserwowany na wykresie oczkowym, konstelacyjnym i na wykresie Trellisa. Możliwa jest m.in. obserwacja sygnału w dziedzinie czasu, określanie błędu fazy, EVM (Error Vector Magnitude) itp. Funkcja „General Purpose Digital Modulation Analysis” wymaga jednak zakupienia odpowiedniej licencji i upgrade’u oprogramowania.  Warto wspomnieć, że każdą z opcji można bezpłatnie przetestować przez okres 30 dni. Przykładowy pomiar przedstawiono na rys. 10.

Rys. 10. Pomiar modulacji cyfrowej – wykres konstelacyjny, wykres z maską emisji i wykres mocy w funkcji czasu