Download the Complete Technical Comparison Guide

 

ROZDZIAŁ 2.1 CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWE

Wprowadzenie

Parametry częstotliwościowe należą do podstawowych charakterystyk nowoczesnego analizatora sygnałów i widma. Mają one bezpośredni wpływ na dokładność pomiarów, stabilność długoterminową, parametry toru odbiorczego oraz możliwości charakteryzacji współczesnych systemów RF, mikrofalowych i milimetrowych.

W niniejszej części porównano parametry częstotliwościowe analizatorów serii Ceyear 4052, Rohde & Schwarz FSV3000 oraz Rohde & Schwarz FSVA3000, w tym zakres częstotliwości, stabilność wzorca częstotliwości, rozdzielczość strojenia, dokładność markerów oraz parametry przemiatania. Wszystkie wartości pochodzą z oficjalnych specyfikacji producentów.

Tabela 2-1. Zakres częstotliwości

Parametr Ceyear 4052 R&S FSV3000 R&S FSVA3000 Ocena techniczna
Najniższa częstotliwość (sprzężenie DC) 2 Hz 10 Hz 10 Hz (2 Hz z opcją B710) 4052
Najniższa częstotliwość (sprzężenie AC) 10 MHz 10 MHz 10 MHz Porównywalne
Najwyższa standardowa częstotliwość 50 GHz 50 GHz 50 GHz Porównywalne
Maksymalna częstotliwość z opcjami 50 GHz 50 GHz 54 GHz FSVA3000
Liczba dostępnych wariantów częstotliwościowych 8 6 6 4052
Warianty częstotliwościowe 4 / 8 / 13,6 / 18 / 26,5 / 40 / 45 / 50 GHz 4 / 7,5 / 13,6 / 30 / 44 / 50 GHz 4 / 7,5 / 13,6 / 30 / 44 / 50 (54) GHz 4052
Rozdzielczość częstotliwości 0,01 Hz 0,01 Hz 0,01 Hz Porównywalne
Rozszerzenie zakresu częstotliwości — — Opcjonalnie do 54 GHz FSVA3000

Ocena techniczna

Wszystkie trzy rodziny analizatorów obejmują pełny zakres częstotliwości RF i mikrofalowych do 50 GHz. Ceyear 4052 oferuje najszerszy wybór standardowych wariantów częstotliwościowych, umożliwiając użytkownikowi optymalizację kosztu przyrządu w zależności od wymagań konkretnej aplikacji. FSVA3000 jest natomiast jedynym z porównywanych analizatorów, którego zakres częstotliwości roboczej można rozszerzyć do 54 GHz za pomocą opcjonalnego rozszerzenia sprzętowego.

Tabela 2-2. Parametry wzorca częstotliwości

Parametr Ceyear 4052 R&S FSV3000 R&S FSVA3000 Ocena techniczna
Wewnętrzny wzorzec częstotliwości 10 MHz 10 MHz 10 MHz Porównywalne
Rozdzielczość częstotliwości 0,01 Hz 0,01 Hz 0,01 Hz Porównywalne
Starzenie ±5×10⁻¹⁰/dzień 1×10⁻⁶/rok 1×10⁻⁶/rok 4052
Opcja OCXO Dostępna Dostępna Dostępna Porównywalne
Stabilność temperaturowa ±1,5×10⁻⁸ 1×10⁻⁶ (Std), 1×10⁻⁸ (OCXO) 1×10⁻⁶ (Std), 1×10⁻⁸ (OCXO) Porównywalne
Dokładność kalibracji ±4×10⁻⁸ 5×10⁻⁷ (Std), 5×10⁻⁸ (OCXO) 5×10⁻⁷ (Std), 5×10⁻⁸ (OCXO) Porównywalne

Ocena techniczna

Wszystkie trzy analizatory wykorzystują wysokostabilne wzorce częstotliwości 10 MHz oraz oferują opcjonalne wzorce OCXO do zastosowań wymagających zwiększonej stabilności długoterminowej. W specyfikacji Ceyear starzenie wzorca podawane jest w odniesieniu do jednej doby, natomiast Rohde & Schwarz określa ten parametr w skali roku. Ze względu na różne sposoby prezentowania danych przez producentów bezpośrednie porównanie wartości liczbowych należy interpretować z odpowiednią ostrożnością.

Tabela 2-3. Odczyt częstotliwości i dokładność markera

Parametr Ceyear 4052 R&S FSV3000 R&S FSVA3000 Ocena techniczna
Rozdzielczość markera 1 Hz 1 Hz 1 Hz Porównywalne
Rozdzielczość licznika częstotliwości 0,1 Hz 0,001 Hz 0,001 Hz R&S
Wzór określający dokładność markera Tak Tak Tak Porównywalne
Dokładność licznika częstotliwości Określona Określona Określona Porównywalne

Tabela 2-4. Parametry przemiatania

Parametr Ceyear 4052 R&S FSV3000 R&S FSVA3000 Ocena techniczna
Zakres przemiatania 0 Hz do maks. 0 Hz do maks. 0 Hz do maks. Porównywalne
Minimalny czas przemiatania 1 µs 1 µs 1 µs Porównywalne
Maksymalny czas przemiatania 16 000 s 16 000 s 16 000 s Porównywalne
Minimalna rozpiętość przemiatania 10 Hz 10 Hz 10 Hz Porównywalne
Maksymalna liczba punktów przemiatania 120 001 100 001 100 001 4052
Liczba punktów przemiatania EMI — 200 001 200 001 R&S

Ocena techniczna

Wszystkie trzy analizatory oferują bardzo zbliżone możliwości przemiatania. Ceyear 4052 zapewnia jednak większą maksymalną liczbę punktów w standardowym trybie przemiatania, podczas gdy analizatory Rohde & Schwarz obsługują do 200 001 punktów po zastosowaniu aplikacji pomiarowej EMI.

Podsumowanie charakterystyk częstotliwościowych

Kategoria Lider Komentarz
Najniższa częstotliwość Ceyear 4052 2 Hz dostępne w standardzie
Maksymalna częstotliwość FSVA3000 Do 54 GHz z opcjonalnym rozszerzeniem
Elastyczność wariantów częstotliwościowych Ceyear 4052 Osiem standardowych konfiguracji częstotliwościowych
Rozdzielczość częstotliwości Remis 0,01 Hz dla wszystkich analizatorów
Stabilność wzorca Porównywalna Zbliżone architektury wysokostabilnych wzorców częstotliwości
Możliwości przemiatania Remis Porównywalne parametry z zaletami zależnymi od zastosowania
Pokrycie częstotliwościowe Remis Wszystkie przyrządy zapewniają pełne pokrycie zakresu mikrofalowego do 50 GHz

2.2 PARAMETRY SZUMU FAZOWEGO

Wprowadzenie

Szum fazowy jest jednym z najważniejszych parametrów określających czystość widmową sygnału w nowoczesnych analizatorach sygnałów i widma. Decyduje o zdolności analizatora do rozróżniania słabych sygnałów znajdujących się w niewielkiej odległości częstotliwościowej od silnych nośnych oraz bezpośrednio wpływa na możliwości charakteryzacji oscylatorów, pomiarów kanałów sąsiednich, analizy sygnałów radarowych, systemów łączności satelitarnej oraz testowania wysokiej klasy odbiorników.

W tej części porównano charakterystyki szumu fazowego analizatorów serii Ceyear 4052, Rohde & Schwarz FSV3000 oraz Rohde & Schwarz FSVA3000 na podstawie oficjalnych specyfikacji producentów dla częstotliwości nośnej 1 GHz.

Tabela 2-5. Porównanie szumu fazowego SSB przy częstotliwości nośnej 1 GHz

Odstrojenie od nośnej Ceyear 4052 R&S FSV3000 R&S FSVA3000 Ocena techniczna
100 Hz −95 dBc/Hz <−91 dBc/Hz <−95 dBc/Hz Remis (4052 / FSVA3000)
1 kHz −112 dBc/Hz <−101 dBc/Hz <−115 dBc/Hz FSVA3000
10 kHz −122 dBc/Hz <−107 dBc/Hz <−120 dBc/Hz Ceyear 4052
100 kHz −122 dBc/Hz <−115 dBc/Hz <−125 dBc/Hz FSVA3000
1 MHz −135 dBc/Hz <−135 dBc/Hz <−137 dBc/Hz FSVA3000
10 MHz Nie określono −150 dBc/Hz (typ.) −152 dBc/Hz (typ.) FSVA3000

Ocena techniczna

Na podstawie opublikowanych specyfikacji można sformułować kilka istotnych wniosków.

R&S FSVA3000 oferuje najniższy ogólny poziom szumu fazowego dla większości częstotliwości odstrojenia i dlatego pozostaje preferowanym rozwiązaniem do precyzyjnej charakteryzacji oscylatorów, pomiarów bardzo niskiego szumu fazowego oraz zastosowań metrologicznych.

Jednocześnie Ceyear 4052 oferuje bardzo konkurencyjne parametry:

  • identyczną specyfikację jak FSVA3000 przy odstrojeniu 100 Hz;
  • różnicę wynoszącą jedynie 3 dB przy odstrojeniu 1 kHz;
  • o 2 dB lepszą specyfikację niż FSVA3000 przy odstrojeniu 10 kHz;
  • różnicę wynoszącą jedynie 2 dB przy odstrojeniu 100 kHz;
  • różnicę wynoszącą jedynie 2 dB przy odstrojeniu 1 MHz.

Wyniki te wskazują, że Ceyear 4052 należy do klasy wysokowydajnych analizatorów, a nie do konwencjonalnych analizatorów widma klasy średniej.

Tabela 2-7. Porównanie resztkowej modulacji FM

Parametr Ceyear 4052 R&S FSV3000 R&S FSVA3000 Ocena techniczna
Resztkowa modulacja FM ≤ (0,25 Hz × N) p-p* <0,5 Hz RMS <0,1 Hz RMS Różne metodologie pomiarowe

* POMIAR PRZY RBW = 10 HZ I VBW = 10 HZ; WARTOŚĆ ZNAMIONOWA DLA CZASU OBSERWACJI 20 MS, GDZIE N OZNACZA WSPÓŁCZYNNIK POWIELANIA CZĘSTOTLIWOŚCI OSCYLATORA LOKALNEGO (LO).

Ważna uwaga

Wartości resztkowej modulacji FM nie mogą być bezpośrednio porównywane liczbowo.

Ceyear określa ten parametr jako:

  • wartość międzyszczytową (peak-to-peak, p-p);
  • zależną od współczynnika powielania częstotliwości oscylatora lokalnego (N);
  • mierzoną w przedziale obserwacji 20 ms.

Rohde & Schwarz określa natomiast:

  • wartość skuteczną RMS;
  • inną metodologię detekcji;
  • inne warunki pomiarowe.

W związku z tym na podstawie samych opublikowanych wartości resztkowej modulacji FM nie można w sposób technicznie uzasadniony stwierdzić, że jeden z analizatorów jest lepszy od pozostałych. Rzetelne porównanie wymagałoby przeprowadzenia pomiarów w identycznych warunkach.

Tabela 2-8. Architektura pod kątem szumu fazowego

Funkcja / właściwość Ceyear 4052 R&S FSV3000 R&S FSVA3000
Wysokiej klasy syntezator częstotliwości ✔ ✔ ✔
Opcja ultra-niskiego szumu fazowego — ✔ (B710) ✔ (B710)
Praca przy niskich częstotliwościach do 2 Hz ✔ ✔ ✔ (B710)
Optymalizacja do pomiarów oscylatorów ✔ ✔ ✔✔
Przydatność w zastosowaniach radarowych ✔✔ ✔ ✔✔
Przydatność w łączności satelitarnej ✔✔ ✔ ✔✔
Przydatność w precyzyjnej metrologii ✔ ✔ ✔✔

Czytaj dalej

Niniejszy artykuł stanowi część Technical Comparison Guide: Ceyear 4052 vs. R&S FSV3000 vs. R&S FSVA3000. Kolejne części przewodnika szczegółowo omawiają poszczególne aspekty parametrów i możliwości analizatorów:

  • Artykuł 1 – PODSUMOWANIE
  • Artykuł 2 – PARAMETRY CZĘSTOTLIWOŚCIOWE I SZUM FAZOWY (bieżący artykuł)
  • Artykuł 3 – DANL, ZAKRES DYNAMICZNY I LINIOWOŚĆ
  • Artykuł 4 – DOKŁADNOŚĆ AMPLITUDY, NIEPEWNOŚĆ POMIARU I PODSUMOWANIE PARAMETRÓW RF
  • Artykuł 5 – INSTANTANEOUS ANALYSIS BANDWIDTH I REAL-TIME SPECTRUM ANALYSIS
  • Artykuł 6 – AKWIZYCJA, REJESTRACJA I STREAMING I/Q
  • Artykuł 7 – APLIKACJE POMIAROWE I OPCJE OPROGRAMOWANIA
  • Artykuł 8 – ZALECANE ZASTOSOWANIA, DOBÓR PRZYRZĄDU I PODSUMOWANIE PORÓWNANIA

 

Doradztwo techniczne

Potrzebujesz pomocy w doborze lub konfiguracji odpowiedniego urządzenia? Nasi eksperci doradzą w zakresie urządzeń, kompatybilnych akcesoriów i wymagań technicznych.

Kontakt: tm@sea-ceyear.com