ความแตกต่างระหว่างเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมและออสซิลโลสโคป
ไม่สามารถบอกความแตกต่างระหว่างออสซิลโลสโคปและเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมมักจะสร้างเรื่องตลกเพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่อง บทความนี้จะสรุปโดยย่อสี่ประเด็นต่อไปนี้ - ด้วยแบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์ ช่วงไดนามิก ความไว ความแม่นยำในการวัดกำลัง เปรียบเทียบตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพการวิเคราะห์ออสซิลโลสโคปและตัววิเคราะห์สเปกตรัม เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างทั้งสอง
1 แบนด์วิธแบบเรียลไทม์
สำหรับออสซิลโลสโคป แบนด์วิธมักจะเป็นช่วงความถี่การวัด เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมมีคำจำกัดความของแบนด์วิดท์ เช่น แบนด์วิดท์ IF และแบนด์วิดท์ความละเอียด ที่นี่เราจะพูดถึงแบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์ที่สามารถวิเคราะห์สัญญาณแบบเรียลไทม์ได้
สำหรับเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม โดยปกติแล้วแบนด์วิดท์ของ IF อะนาล็อกสุดท้ายจะสามารถใช้เป็นแบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์ของการวิเคราะห์สัญญาณได้ แบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์ของการวิเคราะห์สเปกตรัมส่วนใหญ่มีเพียงไม่กี่เมกะเฮิรตซ์ และแบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์แบบกว้างมักจะเป็นสิบเมกะเฮิรตซ์ แบนด์วิธที่กว้างที่สุด FSW สามารถเข้าถึง 500 MHz แบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์ของออสซิลโลสโคปคือแบนด์วิดท์แอนะล็อกที่มีประสิทธิภาพสำหรับการสุ่มตัวอย่างแบบเรียลไทม์ โดยทั่วไปแล้วหลายร้อยเมกะเฮิรตซ์ และสูงถึงหลายกิกะเฮิรตซ์
สิ่งที่ต้องชี้ให้เห็นที่นี่คือเรียลไทม์ส่วนใหญ่ออสซิลโลสโคปอาจไม่มีแบนด์วิธแบบเรียลไทม์เท่ากันเมื่อการตั้งค่ามาตราส่วนแนวตั้งแตกต่างกัน เมื่อตั้งค่าสเกลแนวตั้งไปที่ละเอียดอ่อนที่สุด แบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์มักจะลดลง
ในแง่ของแบนด์วิดท์แบบเรียลไทม์ ออสซิลโลสโคปโดยทั่วไปจะดีกว่าเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการวิเคราะห์สัญญาณอัลตร้าไวด์แบนด์บางรายการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวิเคราะห์การมอดูเลตมีข้อดีที่ไม่มีใครเทียบได้
2 ช่วงไดนามิก
ตัวบ่งชี้ช่วงไดนามิกจะแตกต่างกันไปตามคำจำกัดความ ในหลายกรณี ช่วงไดนามิกจะอธิบายว่าเป็นระดับความแตกต่างระหว่างสัญญาณสูงสุดและต่ำสุดที่วัดโดยเครื่องมือ เมื่อเปลี่ยนการตั้งค่าการวัด ความสามารถของเครื่องมือในการวัดสัญญาณขนาดใหญ่และขนาดเล็กจะแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น หากเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมในการตั้งค่าการลดทอนไม่เหมือนกัน การบิดเบือนที่เกิดจากการวัดสัญญาณขนาดใหญ่จะไม่เหมือนกัน ในที่นี้ เราจะหารือถึงความสามารถของเครื่องมือในการวัดสัญญาณขนาดใหญ่และขนาดเล็กในเวลาเดียวกัน กล่าวคือ ช่วงไดนามิกที่เหมาะสมที่สุดของออสซิลโลสโคปและเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมภายใต้การตั้งค่าที่เหมาะสมโดยไม่ต้องเปลี่ยนการตั้งค่าการวัดใดๆ
สำหรับเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม ระดับเสียงเฉลี่ย ความบิดเบือนลำดับที่สอง และการบิดเบือนลำดับที่สาม เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่จำกัดช่วงไดนามิกโดยไม่คำนึงถึงสัญญาณรบกวนช่วงใกล้สิ้นสุดและสภาวะปลอมๆ เช่น สัญญาณรบกวนเฟส การคำนวณจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมกระแสหลัก ช่วงไดนามิกที่เหมาะสมที่สุดคือประมาณ 90dB (จำกัดโดยการบิดเบือนลำดับที่สอง)
ออสซิลโลสโคปส่วนใหญ่ถูกจำกัดด้วยจำนวนบิตสุ่มตัวอย่าง AD และค่า Noise Floor ช่วงไดนามิกที่เหมาะสมของออสซิลโลสโคปแบบดั้งเดิมมักจะไม่เกิน 50dB (สำหรับออสซิลโลสโคป R&S RTO ช่วงไดนามิกสามารถสูงถึง 86dB ที่ 100KHz RBW)
ในแง่ของช่วงไดนามิก เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมนั้นเหนือกว่าออสซิลโลสโคป อย่างไรก็ตาม ควรชี้ให้เห็นว่านี่เป็นเรื่องจริงสำหรับการวิเคราะห์สเปกตรัมของสัญญาณ อย่างไรก็ตามสเปกตรัมความถี่ของออสซิลโลสโคปเป็นข้อมูลเฟรมเดียวกัน สเปกตรัมของเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมไม่ใช่ข้อมูลเฟรมเดียวกันในกรณีส่วนใหญ่ ดังนั้นสำหรับสัญญาณชั่วคราว เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมอาจไม่สามารถวัดได้ ความน่าจะเป็นที่ออสซิลโลสโคปจะค้นหาสัญญาณชั่วคราว (โดยที่สัญญาณเป็นไปตามช่วงไดนามิก) นั้นยิ่งใหญ่กว่ามาก
3 ความไว
ความไวที่กล่าวถึงในที่นี้หมายถึงระดับสัญญาณขั้นต่ำที่ออสซิลโลสโคปและเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมสามารถทดสอบได้ ตัวบ่งชี้นี้เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการตั้งค่าเครื่องมือ
สำหรับออสซิลโลสโคป เมื่อออสซิลโลสโคปถูกตั้งค่าไว้ที่ตำแหน่งที่ละเอียดอ่อนที่สุดบนแกน Y โดยปกติแล้วออสซิลโลสโคปจะสามารถวัดสัญญาณขั้นต่ำที่ 1mV/div นอกเหนือจากพอร์ตที่ไม่ตรงกันแล้ว สัญญาณรบกวนและการติดตามที่เกิดจากช่องสัญญาณของออสซิลโลสโคปก็ไม่เป็นเช่นนั้น เสียงที่เกิดจากความเสถียรเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่จำกัดความไวของออสซิลโลสโคป
4 ความแม่นยำในการวัดกำลัง
สำหรับการวิเคราะห์โดเมนความถี่ ความแม่นยำในการวัดกำลังเป็นตัวบ่งชี้ทางเทคนิคที่สำคัญมาก ไม่ว่าจะเป็นออสซิลโลสโคปหรือเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม ปริมาณอิทธิพลต่อความแม่นยำในการวัดกำลังมีมาก ต่อไปนี้เป็นอิทธิพลหลัก:
สำหรับออสซิลโลสโคป ผลกระทบของความแม่นยำในการวัดกำลังคือ: พอร์ตไม่ตรงกันที่เกิดจากการสะท้อน ข้อผิดพลาดของระบบแนวตั้ง การตอบสนองความถี่ ข้อผิดพลาดในการวัดปริมาณ AD ข้อผิดพลาดสัญญาณการสอบเทียบ
สำหรับเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม ผลกระทบของความแม่นยำในการวัดกำลังคือ: พอร์ตไม่ตรงกันที่เกิดจากการสะท้อน ข้อผิดพลาดระดับอ้างอิง ข้อผิดพลาดตัวลดทอน ข้อผิดพลาดในการแปลงแบนด์วิดท์ การตอบสนองความถี่ ข้อผิดพลาดสัญญาณการสอบเทียบ
ในที่นี้ เราไม่ได้วิเคราะห์และเปรียบเทียบปริมาณอิทธิพลทีละรายการ เราเปรียบเทียบการวัดกำลังของสัญญาณความถี่ 1GHz จากการเปรียบเทียบการวัดระหว่างออสซิลโลสโคป RTO และเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม FSW เราจะเห็นว่าค่าการวัดพลังงานของออสซิลโลสโคปและเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมอยู่ที่ 1GHz ความแตกต่างเพียงประมาณ 0.2dB นี่เป็นตัวบ่งชี้ความแม่นยำในการวัดที่ดีมาก เพราะความแม่นยำในการวัดของเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมที่ 1GHz นั้นดีมาก
นอกจากนี้ ในช่วงความถี่ การตอบสนองความถี่ของออสซิลโลสโคปยังดีมาก โดยไม่เกิน 0.5dB ในช่วง 4GHz จากมุมมองนี้ ออสซิลโลสโคปยังดีกว่าประสิทธิภาพของเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมอีกด้วย
โดยทั่วไป ออสซิลโลสโคปและเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมมีข้อได้เปรียบในประสิทธิภาพการวิเคราะห์โดเมนความถี่ในตัวเอง เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมมีความเหนือกว่าในแง่ของความไวและตัวบ่งชี้ทางเทคนิคอื่นๆ ออสซิลโลสโคปมีความเหนือกว่าเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมในแบนด์วิธแบบเรียลไทม์ เมื่อทำการวัดสัญญาณประเภทต่างๆ คุณสามารถเลือกได้ตามข้อกำหนดในการทดสอบและลักษณะทางเทคนิคที่แตกต่างกันของเครื่องมือ
