נתח תדרים

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
נתח תדרים מ-2005

נתח תדריםאנגלית: Spectrum analyzer) הוא מכשיר מדידה חשמלי המודד את האמפליטודה של אות הכניסה כפונקציה של התדירות עבור תחום התדרים המלא של המכשיר. השימוש העיקרי הוא מדידת עוצמת הספקטרום של סיגנל ידוע והסיגנל הנבדק.

ספקטרום אות הכניסה הנבדק נמדד על ידי המכשיר באופן אלקטרוני, כמו כן ניתן להמיר למדידה אלקטרונית גלים שונים כגון: גלים אקוסטיים וגלים אופטיים באמצעות המרה מתאימה.

קיים גם נתח תדרים אופטי המציג את ספקטרום האות הנמדד תוך שימוש בטכניקות מדידה אופטיות ישירות כגון מונוכרומטור (מסנן אורכי גל). בתצוגת נתח התדרים מופיע התדר בציר האופקי והאמפליטודה מופיעה בציר האנכי.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

נתחי התדרים הראשונים אשר הומצאו בשנות ה-60 של המאה ה-20 נשלטו באופן אנלוגי. לאחר הגילוי של טרנספורם פורייה המהיר (FFT) ב-1965, הוצגו ב-1967 נתחי התדרים הראשונים אשר היו מבוססים על ה-FFT.

בשנות ה-10 של המאה ה-21 קיימים שלושה סוגים בסיסיים של נתחי תדרים: נתח תדרים הנשלט אנלוגית, נתח אותות וקטורים ונתח זמן אמת.

נתח תדרים מ-1970
נתח תדרים מודרני

סוגים ומאפיינים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ישנם שני סוגים עיקריים של נתח תדרים. הראשון מבוסס על מקלט סופר-הטרודיין, וממיר את האות הנקלט סביב תדר נמוך, ותכולת התדר שלו מוצגת כפונקציה של הזמן. התדר המרכזי אליו מומר האות עובר sweeping בעזרת VCO, וייתכן שבשל כך הסיגנל המוצג לוקה בחסר בתדירויות אחרות שאינן מוצגות באותו רגע על המסך.

רוחב הפס של הBPF של המקלט קובע את רזולוציית רוחב הסרט, הקשורה לרוחב הסרט המינימלי הניתן לגילוי ע"י המכשיר. כל שרוחב הסרט צר יותר, תיתכן רזולוציה ספקטרלית טוב יותר. אולם קיים trade off בין המהירות שבה מתעדכנת התצוגה על מסך המכשיר לבין רזולוציית התדר. הקשר הבא מבטא זאת: (ST=k(Span)/(RBW^2, כאשר ST הוא זמן הsweep בשניות, k קבוע פרופורציה, Span הוא טווח התדרים. RBW הוא resolution bandwidth שנמדד גם כן בHz. זהו רוחב הסרט של שרשרת הRF לפני הגלאי. הוא קובע את רצפת הרעש וכמה קרוב שני סיגנלים יכולים להימצא זה בקרבת זה ועדיין להיות ניתנים להפרדה ע"י האנלייזר. אולם, ביצוע sweep מהיר מדי עלול לגרום לירידה באמפליטודה ותזוזה בתדרים המוצגים.

סוג אחר של נתח תדרים מבוסס על חישוב FFT. המקלט כמו קודם מבצע המרה לתדר מרכזי נמוך יותר של האות, אך תדר זה לא עובר סריקה. המטרה כאן היא הורדת קצב הדגימה כדי שהFFT יוכל להתמודד עם כל הדגימות, וכך להימנע ממידע שאבד ברגעי זמן קצרים. כאן חשוב לדגום את האות מתדר שהוא לפחות כפליים מרוחב הסרט של האות לפי משפט נייקויסט. הספקטרום המוצג יכיל את כל התדרים מ-0 ועד למחצית מתדר הדגימה.

VBW, video bandwidth filter, הוא LPF הנמצא ישירות לאחר גלאי המעטפת. זהו רוחב הסרט של שרשרת האות לאחר הגלאי. המכשיר לוקח מספר דגימות ליחידת זמן ושומר בזיכרון רק אחת מהן- או את הממוצע שלהן, או את הגבוהה מביניהן. רוחב סרט זה קובע את היכולת להבדיל בין שתי רמות הספק שונות של הדגימות. הפילטר הנ"ל נדרש על מנת לעדן את התצוגה ע"י הסרת רעש מהמעטפת. כמו הRBW, גם הVBW משפיע על זמן הsweeping של התצוגה: (t_sweep=k(f_2-f_1 )/(RBW∙VBW כאשר f_1 ,f_2 הם טווח התדרים של סריקת הsweep.



P physics.svg ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.