Download the Complete Technical Comparison Guide

2.3 PARAMETRY DISPLAYED AVERAGE NOISE LEVEL (DANL)

Jednym z najważniejszych parametrów nowoczesnego analizatora sygnałów i widma jest Displayed Average Noise Level (DANL). Parametr ten określa minimalny poziom sygnału, który można odróżnić od szumu własnego analizatora, a tym samym bezpośrednio wpływa na zdolność przyrządu do wykrywania słabych sygnałów RF.

W zastosowaniach takich jak łączność satelitarna, projektowanie odbiorników radarowych, testy EMC, urządzenia IoT o małej mocy, walka elektroniczna (EW) oraz monitoring widma niższy poziom DANL oznacza większą czułość pomiarową i szerszy zakres dynamiczny.

W celu zapewnienia obiektywnego porównania specyfikacje DANL analizatorów omawianych w niniejszej nocie aplikacyjnej zaczerpnięto z oficjalnych dokumentów specyfikacyjnych producentów, przy zachowaniu równoważnych warunków pomiarowych.

2.3.1 Warunki pomiarowe

Przedstawione poniżej wartości DANL są znormalizowane do szerokości pasma rozdzielczego 1 Hz i zostały określone przy równoważnych ustawieniach przyrządów.

Ponieważ warunki pomiarowe są zasadniczo identyczne, opublikowane wartości DANL można porównywać bezpośrednio, bez konieczności stosowania współczynników korekcyjnych.

2.3.2 Gwarantowane parametry DANL

Poniższa tabela przedstawia gwarantowane wartości DANL przy wyłączonym przedwzmacniaczu RF.

Porównanie pokazuje, że R&S FSVA3000 i R&S FSV3000 mają zasadniczo identyczne gwarantowane wartości DANL do 7,5 GHz, ponieważ w tym zakresie oba analizatory wykorzystują tę samą architekturę toru wejściowego RF. Przewaga FSVA3000 nad FSV3000 pod względem czułości staje się wyraźniejsza dopiero przy wyższych częstotliwościach oraz po zastosowaniu opcji B710 o ultraniskim poziomie szumów.

Ceyear 4052 pozostaje konkurencyjny przy niższych częstotliwościach, jednak wraz ze wzrostem częstotliwości obserwowany jest stopniowy wzrost poziomu szumów własnych.

2.3.3 Typowe parametry DANL

W praktycznych warunkach pracy analizatory często osiągają parametry bliższe wartościom typowym niż gwarantowanym wartościom granicznym.

Typowe parametry wskazują, że Ceyear 4052 osiąga zauważalnie wyższą czułość, niż mogłyby sugerować jego gwarantowane wartości specyfikacyjne. Jest to szczególnie widoczne poniżej 2 GHz, gdzie rzeczywiste parametry przyrządu zbliżają się do osiągów analizatorów klasy wyższej.

2.3.4 Wpływ przedwzmacniacza niskoszumowego

Włączenie wewnętrznego przedwzmacniacza RF znacząco zwiększa czułość toru odbiorczego.

Zintegrowany przedwzmacniacz niskoszumowy zapewnia poprawę DANL o około 11 dB, natomiast opcjonalna funkcja Noise Cancellation dodatkowo obniża efektywny poziom szumów o około 7 dB. Takie połączenie umożliwia niezawodne wykrywanie bardzo słabych sygnałów RF, które w przeciwnym razie znajdowałyby się poniżej poziomu szumów własnych analizatora.

2.3.5 Ocena techniczna

Jeżeli uwzględni się wyłącznie podstawową wartość specyfikacyjną przy 1 GHz, kilka analizatorów może wydawać się bardzo zbliżonych pod względem czułości. Analiza pełnych charakterystyk DANL ujawnia jednak zauważalne różnice w całym zakresie częstotliwości roboczych.

R&S FSVA3000 utrzymuje najniższy poziom szumów własnych w większości zakresu częstotliwości i tym samym oferuje najwyższą czułość toru odbiorczego w wymagających pomiarach laboratoryjnych.

R&S FSV3000 zapewnia zrównoważone połączenie czułości i parametrów pomiarowych, odpowiednie do uniwersalnych zastosowań RF.

Ceyear 4052 oferuje bardzo konkurencyjną czułość w zakresie do kilku gigaherców, a po włączeniu opcjonalnego przedwzmacniacza i technologii Noise Cancellation osiąga poziom DANL zbliżony do znacznie droższych analizatorów klasy high-end. W wielu zastosowaniach związanych z komunikacją bezprzewodową, EMC, systemami satelitarnymi oraz rozwojem systemów radarowych taki poziom czułości jest więcej niż wystarczający, przy jednoczesnym zachowaniu atrakcyjnego stosunku możliwości do kosztu.

2.4 ZAKRES DYNAMICZNY I LINIOWOŚĆ

Wprowadzenie

Zakres dynamiczny określa zdolność analizatora sygnałów i widma do dokładnego pomiaru słabych sygnałów w obecności silnych sygnałów zakłócających, przy jednoczesnym zachowaniu dokładności amplitudy oraz czystości widmowej.

W przeciwieństwie do DANL, który charakteryzuje czułość toru odbiorczego, zakres dynamiczny zależy od liniowości toru wejściowego RF, charakterystyki kompresji mieszacza, zniekształceń intermodulacyjnych oraz generowanych wewnętrznie sygnałów pasożytniczych.

Parametry te mają szczególne znaczenie w pomiarach kanałów sąsiednich, charakteryzacji nadajników, testach radarowych, łączności satelitarnej, systemach walki elektronicznej (EW) oraz nowoczesnych szerokopasmowych systemach komunikacyjnych.

W tej części porównano charakterystyki zakresu dynamicznego analizatorów serii Ceyear 4052, Rohde & Schwarz FSV3000 oraz Rohde & Schwarz FSVA3000 na podstawie oficjalnych specyfikacji producentów.

2.4.1 Warunki pomiarowe

Przed porównaniem parametrów liniowości należy sprawdzić, czy pomiary zostały przeprowadzone w równoważnych warunkach.

Ocena techniczna

Chociaż analizatory Ceyear i Rohde & Schwarz wykorzystują nieco inne poziomy sygnałów pobudzających podczas pomiaru TOI, podstawowa metodologia pomiarowa jest taka sama. Opublikowane wartości pozwalają zatem na miarodajne porównanie liniowości torów odbiorczych.

2.4.2 Punkt przecięcia trzeciego rzędu (TOI)

Punkt przecięcia trzeciego rzędu (TOI) jest jednym z podstawowych wskaźników liniowości analizatora. Wyższa wartość TOI pozwala na obecność silniejszych sygnałów sąsiednich, zanim produkty intermodulacyjne osiągną poziom mający istotny wpływ na wynik pomiaru.

Ocena techniczna

FSVA3000 zapewnia najwyższe ogólne wartości TOI, szczególnie poniżej 20 GHz, co odzwierciedla wysokie parametry jego toru wejściowego RF.

Ceyear 4052 osiąga bardzo dobre wyniki w zakresie od 200 MHz do 8 GHz, gdzie jego gwarantowana wartość TOI jest równa lub wyższa niż w przypadku FSV3000 i zbliża się do poziomu FSVA3000.

2.4.3 Punkt kompresji mieszacza 1 dB

Kompresja mieszacza określa maksymalny użyteczny poziom wejściowy, powyżej którego dokładność pomiaru zaczyna się pogarszać.

Ocena techniczna

Analizatory Rohde & Schwarz oferują wyższy gwarantowany punkt kompresji przy niższych częstotliwościach, zapewniając większy margines przy pomiarach sygnałów o wysokim poziomie. Powyżej około 8 GHz wszystkie trzy platformy oferują porównywalne parametry kompresji mieszacza.

2.4.4 Zakres dynamiczny wolny od sygnałów pasożytniczych (SFDR)

SFDR (Spurious-Free Dynamic Range) określa użyteczny zakres pomiarowy, w którym generowane wewnętrznie produkty zniekształceń nie przekraczają poziomu tła pomiarowego.

Ocena techniczna

Ceyear 4052 określa SFDR dla pełnego chwilowego pasma analizy wynoszącego 1,2 GHz, dostarczając istotnych informacji dla szerokopasmowych zastosowań radarowych oraz analizy sygnałów szerokopasmowych.

R&S FSVA3000 wyposażony w opcję B1001, zapewniającą pasmo analizy 1 GHz, również posiada obecnie opublikowaną równoważną wartość intermodulacji trzeciego rzędu związanej z przetwornikiem ADC na poziomie −75 dBc. Oznacza to, że Ceyear 4052 nie jest już jedynym z porównywanych przyrządów, dla którego producent publikuje wartość SFDR przy maksymalnym paśmie analizy.

W przypadku R&S FSV3000 nie podano oddzielnej równoważnej wartości, ponieważ jego maksymalne pasmo analizy wynosi 200 MHz i jest już uwzględnione w poprzednim wierszu tabeli.

2.4.5 Sygnały resztkowe

Generowane wewnętrznie sygnały resztkowe ograniczają możliwość wykrywania słabych sygnałów przy braku sygnału na wejściu.

Ocena techniczna

Wszystkie trzy analizatory oferują zasadniczo identyczne parametry pod względem poziomu sygnałów resztkowych, co wskazuje na podobnie skuteczne tłumienie generowanych wewnętrznie sygnałów pasożytniczych przy dopasowanym wejściu.

Ocena techniczna

Porównanie wskazuje na trzy odmienne podejścia konstrukcyjne:

• R&S FSVA3000 zapewnia najwyższą ogólną liniowość i najlepsze parametry punktu przecięcia trzeciego rzędu, dzięki czemu jest preferowanym rozwiązaniem do precyzyjnej charakteryzacji RF, testowania odbiorników oraz wymagających pomiarów kanałów sąsiednich.
• R&S FSV3000 oferuje zrównoważoną liniowość oraz bardzo dobre parametry kompresji, odpowiednie do uniwersalnych pomiarów RF i zastosowań produkcyjnych.
• Ceyear 4052 zapewnia konkurencyjne parametry TOI w najczęściej wykorzystywanych zakresach częstotliwości, a dodatkowo wyróżnia się opublikowaną specyfikacją SFDR dla chwilowego pasma analizy 1,2 GHz. Jest to szczególnie istotne w szerokopasmowych zastosowaniach radarowych, systemach EW oraz systemach komunikacji bezprzewodowej nowej generacji.

Czytaj dalej

Niniejszy artykuł stanowi część Przewodnika porównawczego: 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
• Artykuł 3 – DANL, ZAKRES DYNAMICZNY I LINIOWOŚĆ (bieżący artykuł)
• 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