¿Cuáles son las diferencias funcionales entre el alcance de un muestreo digital y un analizador de espectro digital?

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Estoy interesado en medir las amplitudes espectrales / contenido de frecuencia de las frecuencias de RF hasta 30 GHz . Esto se puede hacer usando un osciloscopio de muestreo digital (lo llamaré SO) con FFT o un analizador de espectro digital (SA) [o un alcance de almacenamiento digital fantástico ' , anotado abajo]. Tal como lo entiendo , SO toma muestras de las señales directamente con las conocidas muestra jitter, luego recrea la señal usando regresión. A SA , por otro lado, primero convierte a la baja la señal de alta frecuencia con un mezclador, luego muestrea. Parecería que un SA debería ofrecer una resolución de frecuencia mayor dadas las tasas de muestreo ADC comparables al osciloscopio de muestreo.

¿Cuáles son los límites de funcionalidad de cada tipo? ¿Cómo es uno mejor que el otro en el análisis espectral? (Ambos dependen de la FFT, ¿verdad?) ¿Qué hace que sea caro?

PDI no relacionados: 32 GHz Agilent , 120 GS / s Lecroy , 100 GS / s Tek , Gameboy SA .
edit: Parece haber cierta confusión entre el almacenamiento digital Los 'ámbitos (DSO) y los osciloscopios de muestreo digital (lo que yo llamo SOs) - no son iguales, aunque ambos muestrean digitalmente. También he actualizado la pregunta.

    
pregunta tyblu

4 respuestas

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Bueno, no vas a realizar mediciones de RF de hasta 30 GHz sin gastar un montón de dinero, por lo que cualquier ruta es mucho dinero.

Normalmente, los analizadores de espectro se utilizan para realizar mediciones en el dominio de la frecuencia. Obtendrá una visualización de la potencia frente a la frecuencia en la pantalla. Los controles en el SA están configurados para elementos relevantes, frecuencia central, ancho de banda, ancho de banda de resolución, potencias de señal en dBm / dBc, etc.

Los osciloscopios digitales no tienen directamente tasas de muestreo para muestrear directamente una señal de 30 Ghz, por lo que van a submuestrear y asumir que la señal se repite. Probablemente sea una suposición segura, aunque sin filtros frontales incorporados, tiene problemas de rango dinámico, así como problemas de alias que no están presentes en un analizador de espectro. No obtendrás directamente diagramas espectrales de un osciloscopio digital, tendrás que hacer un FFT en eso. Ahora, eso abre una lata de gusanos. Selección de la función de ventanas / ancho de bandejas de FFT, etc. Todas las cosas que se pueden trabajar, pero otra pregunta que tratar.

No obtendrá diagramas de ojo de un analizador de espectro, es una medida inútil @ RF. Esa es una medida de señal demodulada.

En última instancia, si desea datos de dominio de tiempo, use un osciloscopio. Si desea información espectral, use un analizador de espectro.

    
respondido por el Dave
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Un alcance de muestreo puede ser un buen analizador de espectro. Las tres limitaciones principales se encuentran en las áreas de ancho de tramo, rango dinámico y rechazo de estímulo.

El ancho del tramo de un instrumento de muestreo moderno generalmente está limitado por la frecuencia de reloj de la muestra y / o varias limitaciones de rendimiento de su canalización FFT de banda base. Mientras tanto, su rango dinámico es más bajo que el de un analizador de espectro clásico porque el muestreador de front-end "ve" todo el espectro de DC a luz diurna. El instrumento pliega el ruido en cada armónico del reloj de muestreo, por lo que el ruido y las señales cerca de todos los alias resultantes son visibles a la vez.

El uso de un extremo frontal de muestreo con una sección de analizador de banda base FFT no es una idea nueva; consulte HP 71500A , y su módulo principal, el 70820A introducido alrededor de 1992. (.PDF grandes, pero vale la pena esperar.) Este 'analizador de transición de microondas' estaba un poco adelantado a su tiempo debido a la poca potencia de procesamiento disponible, pero el concepto es muy sólido y se puede implementar de manera muy económica. a un analizador de espectro de microondas tradicional.

    
respondido por el John Miles
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Utiliza un ámbito de muestreo para señales repetitivas, por ejemplo, Relojes y otros problemas de integridad de la señal. Utiliza un DSO regular (que es el término correcto, no un SO) para casi todo lo demás. Utiliza un ámbito en banda base y un analizador de espectro para RF. Las FFT en los ámbitos son para señales de baja frecuencia, no en RF.

    
respondido por el Brian Carlton
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Esto es una conjetura (habría puesto esto en un comentario pero no tengo los puntos para ello).

Supongo que los O-Scopes de muestreo digital probablemente utilizan heterodino para mezclar la alta frecuencia entrante con una frecuencia portadora fija, para reducirlo a algo más manejable, es decir, una frecuencia intermedia, al igual que lo hacen los receptores de radio HF. Por ejemplo, si mezcla una señal entrante de ~ 5.1GHz con una señal portadora fija de 5GHz, terminará con una señal de frecuencia de batido de ~ .1GHz. (Hace mucho tiempo que he olvidado todas las cosas de RF que mi padre me enseñó hace años, así que puedo estar equivocado)

Sospecho que las SA hacen lo mismo, al menos aquellas capaces de trabajar con frecuencias de RF, de todos modos.

    
respondido por el Eric Cox

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