Introduzione all'analizzatore di risposta in frequenza

Che cos'è un analizzatore di risposta in frequenza?
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Un analizzatore di risposta in frequenza (FRA) è uno strumento di misurazione ad alta precisione utilizzato per analizzare componenti, circuiti e sistemi (noti come dispositivi in ​​prova o DUT) nel dominio della frequenza. Un FRA in genere genera un segnale sinusoidale e lo inietta in un componente, circuito o sistema in prova. Questo segnale viene misurato nel punto di iniezione utilizzando uno dei canali di ingresso sul FRA, solitamente il canale 1. Il segnale di iniezione viaggia attraverso il dispositivo in prova e lo stesso segnale viene misurato simultaneamente dall'analizzatore di risposta in frequenza in un secondo punto di riferimento – normalmente l'uscita del sistema, utilizzando il canale 2. L'uso di onde sinusoidali consente di determinare il comportamento nel dominio della frequenza (la risposta in frequenza) di un sistema.


Diagramma di connessione dell'analizzatore di risposta in frequenza
Collegamento dell'analizzatore di risposta in frequenza al DUT
Il diagramma a sinistra illustra una panoramica di base per il collegamento di un FRA a un DUT, il generatore di segnale e il canale di riferimento (CH1) sono collegati all'ingresso del DUT, CH2 è collegato all'uscita del DUT.


Questo metodo di connessione consente di determinare il comportamento nel dominio della frequenza (noto anche come risposta in frequenza) del DUT. La risposta del DUT su un intervallo di frequenza specifico può essere determinata eseguendo uno "sweep", che comporta il passaggio della frequenza iniettata su un intervallo di frequenze preselezionato dall'utente.


Diagramma a blocchi dell'analizzatore di risposta in frequenza
Una volta che i segnali di test raggiungono gli ingressi dell'analizzatore di risposta in frequenza, vengono condizionati con i circuiti di rilevamento proprietari N4L e quindi digitalizzati tramite un ADC ad alta linearità. Dopo la digitalizzazione, i dati vengono passati all'FPGA/DSP per l'analisi di Fourier discreta. Il DFT funge da “filtro notch” per estrarre solo la frequenza del segnale iniettato, tutte le altre frequenze vengono rifiutate. Ad esempio, se un segnale da 1 kHz viene iniettato nel circuito dal generatore FRA, l'analizzatore di risposta in frequenza utilizza il processo DFT per estrarre la componente da 1 kHz solo dal segnale passato all'FPGA.


Senza il processo DFT, anche il segnale digitalizzato dall'analizzatore di risposta in frequenza conterrebbe rumore. Il processo DFT fornisce un'eccellente selettività e una gamma dinamica molto elevata (120dB).


L'uscita della DFT da CH1 e CH2 viene confrontata, sia per quanto riguarda l'ampiezza che lo sfasamento. Il guadagno assoluto (CH2/CH1) viene convertito in un valore dB e vengono visualizzati sia il guadagno in dB che lo sfasamento in gradi.




Come posso utilizzare un analizzatore di frequenza per il mio lavoro di sviluppo?
Un analizzatore di risposta in frequenza dovrebbe essere considerato importante quanto un oscilloscopio per qualsiasi ingegnere hardware, è uno strumento di progettazione primario che giocherebbe un ruolo importante su qualsiasi banco di prova per ingegneri hardware. È importante ricordare che gli N4L FRA sono strumenti di precisione, dotati di ingressi calibrati e che offrono precisioni di misura solitamente riscontrabili solo all'interno della metrologia.


Un FRA può essere utilizzato per caratterizzare la risposta guadagno/fase di un circuito di filtro di ingresso, determinare il comportamento del segnale CA di un transistor, determinare se un sistema di controllo del servomotore è stabile o meno, consentire a un tecnico di determinare la funzione di trasferimento di un dispositivo o sottosistema. Queste sono solo alcune delle molte migliaia di applicazioni a cui può essere applicato un analizzatore di risposta in frequenza.


Applicazioni di esempio
 
ciclo di controllo transistor filtro Audio opto blandire Io faccio trasformatore dialogo incrociato emi
Ciclo di controllo
Stabilità
Analisi
Transistor
Prestazione
Analisi
Design del filtro
amplificatore audio
Design
Accoppiatore ottico
Valutazione
Cavo coassiale
Frequenza
Risposta
Regolatore LDO
Valutazione
Trasformatore di segnale
Prestazione
Valutazione
Discussione incrociata
Testing
Filtro RFI/EMC
Design
Analizzatori di risposta in frequenza ad ampia larghezza di banda combinati con misurazioni multifunzione
In un mondo in cui ingegneri di diverse aree applicative richiedono velocità, flessibilità e precisione di misura sempre maggiori, la gamma PSM è una nuova generazione di analizzatori di risposta in frequenza versatili che offrono prestazioni leader in ogni modalità senza compromessi sulla precisione o il costo aggiuntivo che è comunemente associati a tali strumenti flessibili. Newtons4th utilizza una tecnologia moderna innovativa e un design del circuito unico nei nostri strumenti per ottenere una precisione così elevata senza costi eccessivi.


 




La gamma di strumentazione PSM fornisce non solo misurazioni convenzionali della risposta in frequenza, ma può anche essere combinata con un'interfaccia di analisi dell'impedenza per formare un analizzatore di impedenza ad alta precisione, nel caso del PSM3750 questa soluzione è in grado di fornire analisi di impedenza fino a 50 MHz


Altre caratteristiche includono una funzione oscilloscopio (PSM3750 + SFRA45) nonché le modalità Analizzatore di potenza, Analizzatore di armoniche e Voltmetro vettoriale.

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