analyseurs de spectre RF

TABLE DES MATIERES:

1-Introduction………………………………………………………………………(2)

1-1Les analyseurs de spectre RF…………………………………………………....................(4)

2)- Principe d'un analyseur de spectre…………………………………………………………..(7)

Principe d'un analyseur de spectre hétérodyne…………………………………………….(7) 1-2

2-1-1 Caractéristiques fondamentales…………………………………………………………..(8)

2-2 Principe d'un analyseur de spectre pour les signaux analogique et periodique…………………(9)

Signaux analogiques périodiques………………………………………………………...(9) 1-2-2

2-3 Principe d'un analyseur de spectre pour les signaux analogique et non  periodique……………(15)

Signaux analogiques non périodiques…………………………………………………..(15) 1-3-2

3- les analyseurs de spectre en temps réel……………………………………………….(16)

4- les analyseurs  des spectres portatif…………………………………………………....(18)

5- caractéristique les analyseurs  des spectres………………………………………….....(19)

5-1 La résolution de l’analyseur…………………………………………………………..(19)

5-2 La sensibilité et le niveau de bruit…………………………………………………………..(20)

5-3 La mesure  de fréquence et de niveau……………………………………………………..(21)

6-Les réglages d'un analyseurs des spectre………………………………………...(22)

7)- les applications des analyseurs des spectres……………………………………(23)

7-1 Application au contrôle d’un émetteur……………………………………………(23)

7-2 Application aux mesures de comptabilité électromagnétique ( CEM)…………………..(24)

Les marques des analyseurs des spectre………………………………………….(25)-8

9)- les montages électroniques disponibles…………………………………………..(26)

BIBLIOGRAPHIE………………………………………………………....(27)

1-Introduction:

      L'analyseur de spectre permet de visualiser l'amplitude d'un signal en fonction de la fréquence. Même s'il existe des versions portables, vous le rencontrer souvent avec la forme d'un oscilloscope. Il possède un écran de    visualisation, ainsi de que de nombreux boutons de contrôles.

X(f)  spectre de signal d'entrée

Analyseur de spectre

 

X(t) signal d'entrée

    Son fonctionnement est très différent d'un oscilloscope On trouve maintenant de trés nombreux oscilloscopes numériques avec une fonction FFT (Fast Fourrier Transform, transformée de Fourrier rapide) qui permettent de visualiser le signal dans le domaine fréquentiel. Néanmoins, il faudra être prudent, car même si l'algorithme numérique de conversion reste rapide et puissant, il possède des défauts et des inconvénients effets de bords, perte de précision…etc.                                                                                                 Voici un exemple d'écran d'analyseur de spectre: la sortie de notre générateur HF est reliée à l'entrée de l'analyseur. Ce dernier possède une puissance maximale d'entrée et nous devons la respecter afin de ne pas saturer le premier étage interne. Cela fausserait les mesures On aurait ainsi une remontée des harmoniques 2;3; etc..signal insérant de la distorsion sur  la puissance est indiquée en dBm. On notera que 10dBm = 10 mW, 20dBm = 100mW, 30 dBm = 1Watt. et puissance en dBm L'équation suivante permet la correspondance entre milliWatt:

 

la persistance de l’affichage facilite la visualisation des anomalies.

           

Les analyseurs de spectre de la série 3000A disparaissent au profit de la famille 3000B. Il ne s’agit pas seulement d’un changement d’appellation. Tektronix, leur fabricant, a intégré à cette gamme d’appareils la technologie d’affichage DPX qui facilite la visualisation du spectre de signaux fugitifs.
La protection des passagers par airbag en cas de choc, les systèmes antiblocage des roues… ont d’abord équipé les berlines avant d’être déployés sur les véhicules de gamme inférieure. Toutes proportions gardées, Tektronix adopte la même démarche avec ses analyseurs de spectre. En 2006, il avait lancé les analyseurs de spectre temps réel de la série RSA6000 qui se situaient par leurs caractéristiques et leur prix, sur le segment du matériel haut de gamme. Au-delà de leurs performances, ces appareils proposaient la technologie d’affichage DPX. Tektronix exploite depuis longtemps déjà cette technologie sur certaines gammes d’oscilloscopes. Après l’avoir intégrée aux analyseurs de spectre RSA6000, il la propose désormais sur les analyseurs de moyenne gamme de la série RSA3000B qu’il vient de lancer sur le marché.

A quoi sert le DPX? A visualiser le spectre d’un signal parasite ou fugitif. En mode d’analyse spectral classique, ce dernier ne serait pas affiché à l’écran sauf si, par chance, le parasite apparaît au moment où l’acquisition du signal est réalisée. Si l’on n’a pas cette chance, certains événements peuvent être ratés ou, pour les saisir, il faudra réaliser de nombreuses mesures. Comment fonctionne le DPX? Tout d’abord, il faut préciser que le mode d’acquisition DPX est activé ou désactivé au gré de l’utilisateur en pressant sur un bouton spécifique en face avant de l’appareil. Une fois activé, le signal analogique à analyser est traité par un étage de conversion analogique/numérique radiofréquence. Une transformée de Fourier discrète est ensuite appliquée au signal numérisé. 48000 spectres par seconde sont calculés par transformée de Fourier sur des signaux transitoires d’une durée de 31 ou 41 µs selon le modèle. « Ce qui permet de visualiser un volume d’informations infiniment plus important que tout autre analyseur de spectre et de réduire au minimum la période entre deux mesures pendant laquelle l’appareil est en quelque sorte aveugle », assure Elaine May, directrice marketing de cette ligne de produit chez Tektronix. Le spectre résultant de la transformée de Fourier est stocké dans une mémoire tampon avant d’être affiché. Les spectres ainsi obtenus se superposent avec persistance à l’écran. La persistance de l’affichage autorise donc la visualisation du spectre d’un signal fugitif. La couleur du spectre du signal renseigne de l’occurrence des signaux. La gradation de couleur qui va du bleu au rouge autorise donc la détection des signaux transitoires.

Grâce à cette première analyse en mode affichage DPX, l’utilisateur connaîtra la nature, l’occurrence et le spectre des signaux auxquels il a affaire. Il peut donc choisir plus facilement le mode de déclenchement le plus adapté à la mesure qu’il souhaite réaliser. Les appareils de la série RS3000A proposent notamment un mode de déclenchement particulier sur le domaine fréquentiel. Ce déclenchement sur masque de fréquence offre à l’utilisateur la possibilité de définir un gabarit

autour du spectre du signal qu’il souhaite analyser. Tout signal sortant en

amplitude ou en fréquence de ce gabarit spectral déclenchera la mesure.

                                                                                          

La famille RS3000 est composée de trois modèles. Les RSA3303B et RSA3308, qui proposent tous les deux une bande passante de capture de 15 MHz, affichent une bande de fréquence allant du continu à 3 GHz pour le premier et de 8 GHz pour le second. Le RSA3408B présente, lui, une bande passante de capture de 36 MHz et une bande de fréquences s’étalant jusqu’à 8 GHz. La plage dynamique de mesure sans parasite est de 70 dB pour les deux premiers modèles. Elle atteint 73 dB pour le troisième. Les modèles 3300B visent les applications de conception et de débogage de systèmes mobiles 3G, de composant RFID ou Bluetooth et de communication à bande étroite ou moyenne. Le modèle RSA3408B va plutôt intéresser les applications plus exigeantes en bande passante et en dynamique telles que le domaine des composants pour la téléphonie mobile 3G, la conception des dispositifs WLAN et WiMax. Le prix de ces appareils s’étend de 27800 à 45600 euros.

L'analyse de tensions alternatives peut s'effectuer dans le domaine des temps (oscilloscope) dans le domaine des fréquences (analyseur de spectre) ou par représentation de Fresnel (vecteur   scope).

Joseph Fourier à démontré déjà en 1822 mathématiquement qu'une fonction temporelle périodique quelconque peut être représentée par la superposition de fonctions harmoniques périodiques. Une fonction temporelle quelconque, même très complexe, peut ainsi correspondre à une fonction spectrale caractéristique dans le domaine des fréquences. Cette propriété est utilisée dans l'analyse FFT à partir d'une fonction temporelle, un algorithme mathématique détermine la répartition spectrale des signaux dans le domaine des fréquences.

Les deux types d'appareils - oscilloscopes et analyseurs de spectre - sont, chacun dans leur domaine, des appareils universels de mesure et de visualisation de signaux et on peut observer une convergence de ces deux fonctions notamment en BF. En effet, un logiciel FFT permet de représenter dans le domaine des fréquences un signal numérisé en Y/t (mesure de distorsion harmonique par exemple).

La " limite BF " évolue avec la technologie des convertisseurs A/N en constante progression.

à suiver