Osciloscopio con FFT o un analizador de espectro?

Para responder simplemente: un osciloscopio es una herramienta esencial para cualquier laboratorio de electrónica, mientras que un SA generalmente no lo es (a menos que sea un ingeniero de RF, e incluso entonces necesite un buen alcance) y para una buena calidad mucho más costosa en comparación (aunque Rigol acaba de sacar algunas SA bastante poderosas a precios de tipo de alcance decente)
La función FFT en su DSO promedio funcionará para la mayoría de los trabajos, por lo tanto, a menos que su rango de frecuencia de interés sea, por ejemplo. > 500 MHz o menos (si es así, háganoslo saber), entonces el DSO es la herramienta elegida.

Básicamente, uno hace amplitud en función del tiempo (alcance) y el otro amplitud en función de la frecuencia (SA)

Ejemplo de alcance:
Supongamos que tiene una señal digital que funciona de manera intermitente, puede verificar el alcance y buscar sobre / abajo, timbre, ruido, pestañas, etc.

(simple)ejemplodeSA:Supongamosquetieneunaseñalydeseacomprobarloscomponentesarmónicosdelamisma,puedemirarenlapantallaSAyverificarlosarmónicos(porejemplo,unaondasinusoidalpuradeberíaserunsolopicoenlapantalla,asufrecuencia,unaondacuadrada).seríaunaseriedecrecientedearmónicosimpares)

Ondacuadradaenunanalizadordeespectro:

La misma señal en un alcance se vería así:

Un osciloscopio con función FFT utiliza un análisis matemático integrado de la forma de onda almacenada para calcular el contenido de frecuencia y la amplitud de la señal. Se muestra en la pantalla como un gráfico de frecuencia frente a amplitud, igual que un analizador de espectro.

Un analizador de espectro de tipo analógico 'verdadero', en realidad mide la amplitud en cada frecuencia (pasos) de la señal y no necesita hacer ningún cálculo matemático en la amplitud medida diferente a la requerida para mostrar los valores de medición con precisión en la pantalla .

Es cierto que muchos osciloscopios ofrecen una función FFT, pero a menos que esté utilizando un nuevo y costoso alcance, la pantalla resultante es más una guía que un equivalente de un analizador de espectro real.

Dicho esto, la nueva generación de instrumentos digitales combinados ofrece realmente los mismos resultados de análisis de espectro y mediciones de osciloscopio que los instrumentos de una sola tarea. Sin embargo, no son baratos, pero son útiles porque la frecuencia / el contenido analógico se pueden sincronizar con la forma de onda del osciloscopio digital para identificar aquellas señales que están causando problemas relacionados con RF o EMC.

Los ámbitos normalmente son digitales o DSO y se pueden comprar desde $ 50 a $ 5K según las especificaciones, el rendimiento y el ancho de banda. Pueden interconectarse en USB, IEEE488, PCI y muchos otros puertos. Estos ofrecen almacenamiento para formas de onda repetitivas y de 1 disparo y funciones matemáticas.

Los analizadores de espectro miden la densidad espectral y Digital SA utiliza FFT para calcular el espectro, mientras que RF SA utiliza el escaneado por barrido de conversión doble o doble como un sintonizador de TV pero con preamplificadores, filtros y convertidores de registro muy precisos, ya que las mediciones son más convenientes para mostrar una amplia rango dinámico tal como 100 dB. Se utilizan para analizadores sísmicos, de audio y mecánicos en grandes turbinas, radio, microondas, espectro óptico y más. Pueden ser útiles para hacer diagramas de Bode, diagramas de filtro, prueba de emanación de RF, pruebas de radio, diseño de antenas, radares, diseño celular y verificación de pruebas.

Hay literalmente miles de aplicaciones diferentes para los analizadores de espectro, además de ingenieros de radio en todos los campos de la industria donde los ingenieros necesitan analizar el espectro en un dispositivo en particular, ya sea mecánico, óptico o eléctrico. Conozco a un familiar que lo utiliza para analizar los aerogeneradores Gigawatt GE en Japón para los armónicos de rodamientos, lo que es un fuerte indicador de la calidad del producto y los factores de envejecimiento.

Los analizadores de red son incluso más precisos que los SA y tienen generadores de seguimiento integrados con entradas duales para poder medir una función de transferencia. Vienen en amplios rangos de frecuencia y pueden usarse para medir el margen de fase en SMPS para pruebas de estabilidad o prueba de PLL o pérdida de inserción, pérdida de retorno, gráficos SMith, etc. y pueden ser tan precisos como 0.1dB desde .1 a 50 GHz o sub-rango de interés como 0 ~ 1MHz Estos pueden costar $ 100K cada uno. HP y Anritsu son los dos principales proveedores de América.

Pero para audio simple, hay herramientas de software gratuitas para mostrar señales de audio y análisis de espectro usando el MIC, Line IN o audio interno.

por ejemplo La audacia es un programa. Todavía tengo la vieja versión Cool Edit Pro 2. Cortesía de forma de onda de AC-DC (Campanas del infierno)

La diferencia es que el analizador de espectro tiene una interfaz de mezclador que le permite cambiar el rango de frecuencia que está escuchando, mientras que un osciloscopio permanece fijo en el extremo inferior.

Esto significa que es posible ver señales a frecuencias más altas y, al mismo tiempo, las señales que se encuentran fuera del área que se está viendo se filtran, por lo que puede ajustar el prescalizador ADC para una mejor resolución.

Por otra parte, a los mezcladores no les gusta nada el DC, por lo que en el trabajo normal de EE, tampoco podrá usar un analizador de espectro en lugar de un osciloscopio.

Los analizadores de espectro de día (SA) actuales rara vez son totalmente de sintonía. La mayoría hace FFT y une canales para formar un intervalo de frecuencia.

Además de una clase de mediciones SA modernas, como el análisis de señal vectorial, no une canales, sino que mide la base de canales completa en la frecuencia de muestreo de IF. El ancho de banda de análisis, que generalmente es de alrededor de [IF sample sample rate / 1.25] es de hasta 1 GHz, para el SA de final más alto - Keysight UXA .

No exhaustivo de alcance vs espectro

1. El alcance digitaliza desde la banda base hasta el rango de frecuencia deseado. SA decodifica las señales de RF y digitaliza en IF
2. Ser capaz de digitalizar en IF permite que SA tenga una mejor resolución vertical. La resolución vertical del alcance es principalmente de 8 bits, mientras que SA es de hasta 14 bits. (Los diseñadores de digitalizadores intercambian la frecuencia de muestreo con resolución vertical)
3. Un ámbito es útil para el análisis del dominio del tiempo. Un espectro es mejor para el análisis de dominio de frecuencia. Las SA que tengan una mejor resolución vertical tendrán un mejor desempeño en la relación S / N, permitiendo ver la señal a un nivel de potencia muy bajo. Mientras que el alcance con una mayor tasa de muestreo permitirá una mejor resolución temporal de cierto tipo de medición, como el tiempo de subida.
4. Un ámbito puede ser más de un puerto, mientras que SA es un puerto. Por lo tanto, un alcance es capaz de realizar una comparación de dominio de tiempo de múltiples canales, como la fase, el tiempo de aumento de pulso ... etc

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