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FSP
Messung von Signalspektren mit mehreren Signalen
Trennung von Signalen durch Wahl der Auflösebandbreite
Eine grundlegende Eigenschaft eines Spektrumanalysators ist, daß er die Spektralkomponenten eines
Signalgemischs trennen kann. Die Auflösung, mit der die einzelnen Komponenten getrennt werden
können, wird durch die Auflösebandbreite bestimmt. Wenn die Auflösebandbreite zu groß gewählt wird,
können unter Umständen Spektralkomponenten nicht mehr unterschieden werden, d. h. sie erscheinen
als eine einzige Komponente.
Ein HF-Sinussignal wird am Bildschirm des Spektrum-Analysators mit der Durchlaßkurve des
eingestellten Auflösefilters (RBW) dargestellt. Dessen angegebene Bandbreite ist die 3-dB-Bandbreite
des Filters.
Zwei Signale mit gleicher Amplitude können aufgelöst werden, wenn die Auflösebandbreite kleiner oder
gleich dem Frequenzabstand der Signale ist. Wenn die Auflösebandbreite und der Frequenzabstand
gleich sind, ist am Bildschirm des Spektrumanalysators ein Pegeleinbruch von 3 dB genau im der Mitte
der beiden Signale sichtbar. Je kleiner die Auflösebandbreite gemacht wird desto größer wird der
Pegeleinbruch und die Einzelsignale werden besser sichtbar.
Bei Signalen mit stark unterschiedlichen Pegeln hängt deren Unterscheidbarkeit neben der verwendeten
Auflösebandbreite auch von deren Selektivität ab. Als Maß für die Selektivität wird bei Spektrum-
analysatoren das Verhältnis der 60-dB-Bandbreite zur 3-dB-Bandbreite (= Shape-Faktor) spezifiziert.
Beim FSP ist der Shape-Faktor für Bandbreiten bis 100 kHz < 5 und für größere Bandbreiten < 15, d. h.,
die 60-dB-Bandbreite des 30-kHz-Filters ist <150 kHz und die des 300 kHz Filters ist <4.5 MHz. Obwohl
sich die 3-dB-Bandbreiten nur um den Faktor 10 unterscheiden, ist der Unterschied in der 60-dB-
Bandbreite der Faktor 30.
Die höhere spektrale Auflösung mit kleineren Bandbreiten wird durch längere Sweepzeiten bei gleichem
Span erkauft. Die Sweepzeit, die notwendig ist, damit die Auflösefilter während des Sweepens
einschwingen und alle Signale pegel- und frequenzgenau dargestellt werden, wird nach folgender
Formel berechnet:
=
•
SWT
k
Span
/ RBW
SWT
=
max. Sweepzeit für korrekte Messung
k
=
Faktor, abhängig von der Art der Auflösefilter
= 2,5 bei den analogen ZF-Filtern (≥ 300 kHz)
= 1 bei den digitalen ZF-Filtern (≤ 100 kHz)
Span
=
Frequenzdarstellbereich
RBW
=
eingestellte Auflösebandbreite
Bei Reduzierung der Auflösebandbreite um den Faktor 3 erhöht sich die Sweepzeit um den Faktor 9.
Hinweis: Der Einfluß der Videobandbreite auf die Sweepzeit ist in (1) nicht mit einbezogen. Damit sie
Gültigkeit hat, ist die Videobandbreite ≥ 3 x Auflösebandbreite einzustellen.
Der FSP benutzt bei Bandbreiten ab 300 kHz 4polige Einzelkreisfilter. Sie benötigen einen k-Faktor von
2,5, um während des Frequenzsweeps einzuschwingen. Unter 300 kHz Bandbreite (bis 100 kHz) wer-
den digitale Filter mit gaußförmiger Charakteristik benutzt. Diese schwingen auch bei einem k-Faktor
von 1 sicher ein, d.h. die Sweepzeit ist um den Faktor 2,5 kürzer als bei den sonst üblichen 4poligen
oder 5poligen Einzelkreisfiltern.
Zusätzlich können für die Auflösebandbreiten bis 30 kHz FFT-Filter benutzt werden. Sie haben wie die
Digitalfilter bis 30 kHz einen Shape-Faktor, der kleiner als 5 ist. Bei FFT-Filtern gilt jedoch für die
Sweepzeit :
=
•
SWT
k
Span
/
RBW
D. h., bei Reduzierung der Auflösebandbreite um den Faktor 3 erhöht sich die Sweepzeit nur um den
Faktor 3.
1164.4556.11
Messung von Signalspektren mit mehreren Signalen
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2.13
(1)
(2)
D-1
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