Spectrum Analyzer   스펙트럼 분석기

(2023-12-27)

스펙트럼 애널라이저, 스펙트럼 아날라이져, 스펙트럼 아날나이저, 스펙트럼 아날라이저


1. 스펙트럼 분석기 (Spectrum Analyzer)주파수 스펙트럼 성분별 신호 크기를 화면에 보여주는 장비
     - 주파수 성분별 평균전력(정현파실효값의 제곱)을 표시토록 함
     - 수많은 주파수 선택성 전압계들이 함께 어우러진 장비의 일종


2. 주요 특징스펙트럼 형상을 보여줌
     - 기존의 오실로스코프 처럼 단일 파형의 `시간 대비 진폭비`를 나타내는 장비와는 달리,
     - `주파수 대비 진폭비`로써 주파수 특성(스펙트럼 형상)을 보여줌

  ㅇ 주파수 선택성이 있음
     - 통상, `광대역 주파수대역` 및 `해당 원하는 주파수대역`에서의 RF 전력측정함

  ㅇ 고 감도/고 이득성 등


3. 주요 측정 항목스펙트럼 관찰 (주파수 모양 관찰)
     - 신호 주파수 위치 및 크기, 주파수 허용편차, 주파수 대역폭 측정왜곡, 간섭 관찰
     - (비선형 왜곡) 고조파(Harmonics), 고조파 왜곡 측정(Harmonic Distortion Measurement)
     - (2 이상의 주파수 혼합) 상호변조(Intermodulation) 측정
     - 불요 방사 신호 측정잡음 관찰
     - 잡음 전력측정
     - 신호잡음비(C/N, S/N) 측정변조 관찰
     - AM 변조지수FM 변조주파수 편이 측정
     - AM, FM 등의 피변조 신호 파의 에너지 분포
  ㅇ 송, 수신기 교정4. 스펙트럼 분석기 분류

  ㅇ 화면표시방식에 의한 구분 : 아날로그형,  디지털형 

  ㅇ 주파수대역별 / 특징별
     - Filter Bank형 분석기
        . 중심주파수가 다른 여러 필터를 동시에 병렬시켜 각각 주파수 스펙트럼을 형상화
        . 많은 수의 필터 및 예리한 차단특성이 필요하여, 비실용적이지만, 구현 원리를 설명
     - FFT 분석기 (Digital Specrum Analyzer, DSA)
        . 저주파 영역
        . 내부 계산으로 다소 느림
     - Swept 분석기, 스위프 동조형 (Swept Tuned)
        . 고주파 영역
        . 실시간 측정 가능
        . 입력 신호믹서에 통과시키고,
          가변 국부발전기를 사용하여, 측정 대상 주파수 범위에 걸쳐서, 
          측정 주파수를 자동 스와프(반복 이동)시켜가며,
          스펙트럼 형상을 보여줌
        . 슈퍼헤테로다인(Super Heterodyne) 스펙트럼 분석기 라고도 불리움

            


5. 스펙트럼 분석기 구성

  ㅇ 내부 구성
     - RF 입력 감쇠기, Mixer(믹서), IF(중간 주파수) 증폭기, IF 필터, 
       국부 발진기(주파수 합성기), 스위프 발진기, 디스플레이 등

  ㅇ 외부 단자
     - RF 입력(보통, 동축케이블), 전원 입력, 교정 출력(CAL OUT) 등


6. 주요 조작 버튼

  ※ ☞ 스펙트럼분석기 조작 참조
     - 진폭 (Amplitude) 관련   [수직축] : 기준 레벨 조정, 눈금 당 척도 등
     - 주파수 (Frequency) 관련 [수평축] : 중심 주파수, 주파수 간격 조정 등
     - 필터 대역폭 관련                 : 분해 대역폭 (RBW), 비디오 대역폭 (VBW)
     - 교정 관련

  ※ 유의사항
     - 직류 전압의 직접 입력 및 최고 입력 레벨을 초과하면, 스펙트럼분석기 손상을 가져옴


7. 검파 모드 종류

  ㅇ Normal ModeAverage ModeSample Mode
  ㅇ Peak Mode


8. 참고문헌 Spectrum & network measurements (Robert A. Witte, 1993)
  ㅇ Spectrum Analysis Basics : Application Note (Agilent Technologies, 2004)

시간 주파수 측정계
   1. 원자 시계   2. 주파수 카운터   3. 루비듐 주파수 발생기   4. 세슘 주파수 표준기   5. 스펙트럼 분석기  
스펙트럼분석기
   1. 스펙트럼 분석기   2. 스펙트럼 분석기 조작   3. 분해능 대역폭  


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