W nowoczesnym świecie gdy dla rozwiązania rozmaitych naukowych i badawczych zagadnień potrzebne są elastyczność , przędkość i dokładność pomiarów, firma N4L oferuje nową generację wielofunkcyjnych analizatorów odpowiedzi częstotliwościowej, posiadających wysoką wydajność w dowolnym trybie pomiarowym, bez obniżenia dokładności pomiarów czy wziększenia ceny przyrządu. Przy projektowaniu przyrządów firma N4L zastosowała całe własne doświadczenie i nowoczesne technologii w celu stworzenia unikatowych precyzyjnych analizatorów o przystępnej cenie.
Seria PSM stanowi nie jedynie analizatory odpowiedzi częstotliwościowej – przyrządy mogą być wyposażone w moduły analizy impedancji do utworzenia precyzyjnego wielofunkcyjnego analizatora impedancji. Przy podobnym zastosowaniu analizator PSM3750, na przykład, zapewnia analizę impedancji w zakresie częstotliwości do 50MHz. Do dodatkowych funkcji też należą: oscyloskop (modele PSM3750 i SFRA45), analizator mocy, analizator harmonicznych oraz woltomierz wektorowy.
Czym jest analizator FRA?
Analizator odpowiedzi częstotliwościowej (FRA) to precyzyjny przyrząd pomiarowy służący do analizy komponentów, obwodów i systemów (zwanych urządzeniami poddawanymi testom lub DUT) w dziedzinie częstotliwości. FRA zazwyczaj generuje sygnał sinusoidalny i wprowadza go do testowanego komponentu, obwodu lub systemu. Sygnał ten jest mierzony w punkcie wprowadzenia za pomocą jednego z kanałów wejściowych FRA, zazwyczaj kanału 1.
Sygnał wprowadzony przechodzi przez badane urządzenie, a ten sam sygnał jest jednocześnie mierzony przez analizator odpowiedzi częstotliwościowej w drugim punkcie odniesienia – zazwyczaj na wyjściu systemu, przy użyciu kanału 2. Zastosowanie fal sinusoidalnych pozwala określić zachowanie systemu w dziedzinie częstotliwości (odpowiedź częstotliwościową).
Podłączenie analizatora FRA do badanego urządzenia (DUT)
Schemat po lewej stronie przedstawia podstawowy przegląd podłączenia FRA do DUT, generator sygnału i kanał odniesienia (CH1) są podłączone do wejścia DUT, CH2 jest podłączony do wyjścia DUT.
Ta metoda połączenia umożliwia określenie zachowania urządzenia testowanego w dziedzinie częstotliwości (znanego również jako charakterystyka częstotliwościowa). Odpowiedź urządzenia testowanego w określonym zakresie częstotliwości można określić, wykonując „przemiatanie”, które polega na stopniowym przesuwaniu częstotliwości wejściowej w zakresie częstotliwości wybranym wcześniej przez użytkownika.
Schemat blokowy analizatora FRA
Po tym jak sygnały testowe dotrą do wejść analizatora odpowiedzi częstotliwościowej, są one kondycjonowane za pomocą zastrzeżonego obwodu pomiarowego N4L, a następnie digitalizowane za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego o wysokiej liniowości. Po digitalizacji dane są przekazywane do układu FPGA/DSP w celu przeprowadzenia dyskretnej analizy Fouriera. DFT działa jak „filtr wycinający”, wyodrębniając tylko częstotliwość wprowadzonego sygnału, a wszystkie inne częstotliwości są odrzucane. Na przykład, jeśli generator FRA wprowadza do obwodu sygnał o częstotliwości 1 kHz, analizator odpowiedzi częstotliwościowej wykorzystuje proces DFT do wyodrębnienia tylko składowej 1 kHz z sygnału przekazanego do układu FPGA.
Bez procesu DFT sygnał digitalizowany przez analizator odpowiedzi częstotliwościowej zawierałby również szumy. Proces DFT zapewnia doskonałą selektywność i bardzo wysoki (120 dB) zakres dynamiczny.
Wyniki DFT z CH1 i CH2 są porównywane pod względem wielkości i przesunięcia fazowego. Absolutne wzmocnienie (CH2/CH1) jest przeliczane na wartość dB i wyświetlane są zarówno wzmocnienie dB, jak i przesunięcie fazowe w stopniach.
Jak można stosować analizator FRA przy projektowaniu?
Dla inżyniera-projektanta analizator odpowiedzi częstotliwościowej stanowi także ważną część sprzętu pomiarowego, jak oscyloskop. Analizator FRA jest podstawowym typem przyrządu pomiarowego i odgrywa istotną rolę w zagadnieniach projektowania urządzeń radioelektronicznych. Też należy pamiętać, że analizatory dopowiedzi częstotliwościowej są przyrządami precyzyjnymi, wyposażonymi we wzorcowane wejścia i zapewniające wysokie charakterystyki metrologiczne.
Analizator odpowiedzi częstotliwościowej wykorzystywany jest do określenia charakterystyki wzmocnienia/fazy filtrów, zachowania sygnału przemiennego w tranzystorze, sprawdzenia stabilności układu sterowania serwomechanizmem, określenia funkcji przenoszenia (transfer function) urządzenia czy podsystemu. I jest to tylko kilka z setek zagadnień gdzie analizator znajduje własne zastosowanie.