Oscill Support Forum

Это зависит от задач. Для измерения коэффициента гармоник - порядка десяти периодов, если будет больше - то старшие гармоники выйдут за пределы полосы спектроанализатора и учтены не будут.

и что никто???

woshod wrote:

А можно для начинающих.
А понял 10колебаний.
А если я булый шум исполюзую. и окошко чтоб
пс. какой алагоритм спектроанализатра для чего?(блэкман, хфмминг..)

Это не так то просто объяснить начинающему, но попробую.

1. Зачем окна?
Если мы точно знаем период повторения сигнала, то окна нам не нужны.
Чем шире окно, тем лучше разрешение по частоте, тем уже спектральные линии.
В реальности мы редко знаем период повторения сигала, и, что хуже, практически никогда не можем выбрать интервал измерения (длительность развертки) кратным периоду сигнала. При этом края развертки сильно "гадят" спектр.
Пример - сигнал 333Hz не укладывается, ни в 10ms, ни в 20ms, ни в 50ms, ни в 100ms. Преобразование Фурье (спектр) предполагает, что сигнал периодический (повторяющийся) с периодом развертки. Т.е. мерятся будет спектр не реального сигнала, а искаженного сигнала с частотой близкой к исходной. И что ужасно, в искаженном сигнале появятся разрывы (выбросы)на границах интервала развертки. Вот эти выбросы и искажают спектр.
Чтобы убрать выбросы на краях развертки, сигнал на краях плавно сводят на нет - умножают на окно.
Чем лучше окно подчищает края развертки, тем больше проигрывает в разрешении по частоте - удаляет полезную информацию.
Поэтому этих окон так много - на любой вкус. Что в конкретной задаче важнее, ложные высокочастотные составляющие, или ширина линий?
Самого хорошого окна в принципе нет.

2. Спектр белого шума.
Если шум действительно белый (постоянный по частоте), то измеренный спектр и есть спектр окна. При отсутствии окна спектр должен быть равномерным. А вот убедиться, в том что шум действительно белый не просто. Шум может быть "подгажен" высокочастотными искажениями на краях окна. И тут уж не поймешь - где что.

Короче - окно это хирургический инструмент, можно спасти, а можно и зарезать. Что бы не зарезать, надо знать анатомию исследуемого сигнала.

По амплитуде лог.шкала есть. Шкала частоты пока только линейная. С амплитудой просто: заменил вольты на децибеллы, и сетка прежняя - с одинаковым шагом. А вот герцев логарифмических не бывает, и поэтому нужна сетка с переменным шагом.
Кроме того, картинка спектра будет слева не очень качественной: дело в том, что быстрое преобразование Фурье выдаёт отсчеты с шагом в герцах (таков принцип действия). Точек этих немного (поскольку массив выборок приходит не очень большой от осциллографа). И получится, что при логарифмической шкале частот вначале (в НЧ части спектра) на несколько см экрана будет мало точек, а в конце спектра - наоборот, они сольются, то есть значительная доля информации будет зрительно потеряна.
Для того, чтобы при логарифмической шкале частот иметь достаточно подробностей в низкочастотной области спектра, нужно от осциллографа получать в десятки раз больше выборок, чем ширина окна спектроанализатора в пикселах. А это ограничено объемом ОЗУ oscill-а.

---

Насчет измерений АЧХ в звуковом диапазоне: старый spectralab в режиме белого шума - вне конкуренции, блестящий образец.

нет, пока непрерывной прямой передачи не существует. Это будет делать самописец, а сейчас есть осциллограф. Осциллограф сложнее, так как должен уметь делать предысторию: сначала нужно записывать сигнал в ОЗУ, чтобы по событию синхронизации выдавить записанное в ПК, одновременно продолжая запись.

тунгус wrote:

Пока только пытаюсь пользоваться Oscill-ом.Подскажите пожалуйста, можно-ли с помощью спектроанализатора, посмотреть узкую полосу частот(в пределах 10-15кГц) с центральной частотой 10МГц? Для настройки фильтра.

для того, чтобы в спектроанализаторе увидеть 10МГц, должна быть частота дискретизации более 20МГц. Это у oscill есть (на 500нс/дел частота дискретизации 32MSPS). Однако, чтобы при этом было высокое разрешение по частоте, БПФ должен иметь тысячи точек, а это возможно только по огромному массиву выборок. Обычно у цифровых осциллографов короткий БПФ, а в нашем случае - еще и массив выборок у oscill небольшой (240 байт).

Теоретически, можно воспользоваться сверхкотельниковскими диапазонами, то есть анализировать на низкой частоте дискретизации, при этом спектр смещается вниз на N*Fd/2. Однако практически, боюсь, что ничего не получится из-за дрожжания (jitter) тактовой частоты АЦП: это небольшое дрожжание опускается вниз по спектру не изменяясь в абсолютной величине, и поэтому становится гигантским относительно тысячекратно опущенной центральной частоты. В ближ дни покажу как это в реальности выглядит (ЧМ-сигнал от ГВЧ).

Мне представляется правильным гетеродинный вариант решения задачи (как во многих аналоговых анализаторах спектра), то есть сигнал от стабильного генератора частотой например 10,1МГц в смесителе смешивается с модулированным, и разностные 100кГц уже подаются на спектроанализатор, где уже легко увидеть диапазон 85...115кГц.

Я подозреваю, что в Вашей системе после настраиваемого фильтра уже есть и смеситель, и гетеродин, поэтому стоит попробовать подключить спектроанализатор после смесителя, но до ФПЧ. Когда несущая становится соразмеримой с девиацией, требования к длине БПФ (а это основа цифрового спектроанализа) опускаются до реальных.

децибеллы жестко привязаны к вольтам, относительной шкалы нет. Но можно играть масштабом в вольтах, через Ch1-divider-Scale. Например, если вместо -20дБ надо 0дБ - там надо установить множитель 10.
Также, можно проводить относительные измерения мышью, зажав её левую клавишу. А если при кнопке Ctrl - то маркеров будет много.

Частокол - и есть спектр. Ведь преобразование Фурье - оно дискретное, то есть выдаёт спектр не непрерывный, а таблицей с шагом в X герц. Чтобы точек было больше (а шаг меньше) - надо дать больше выборок (Device-Memory setting), и захватить бОльший по времени участок сигнала (сделать развертку медленнее).
Также, можно включить запоминание в экране (кнопка Memo).

Размер надписей в новой версии можно увеличить будет.

для снятия АЧХ нужен источник сигнала - перестраиваемый генератор НЧ или генератор белого шума.
В первом случае нужно нажать Memo (бесконечное запоминание) и крутить частоту вашего генератора.
С генератором белого шума - можно запоминание сделать коротким, чтобы видеть реакцию на изменения АЧХ вашего усилителя.
Частоту дискретизации надо устанавливать вдвое-втрое больше диапазона частот проверяемого усилителя. Это две настройки: время/дел, и количество выборок. Вторая настройка также определяет, сколько частотных отсчетов будет в спектре (поскольку преобразование Фурье - оно дискретное).

Но есть более удобное решение: в звуковом диапазоне на ПК специальные программы для этого - например, Spectralab. И железо в компьютере (звуковые карты) обладает намного лучшими характеристиками (в звуковом диапазоне), чем осциллограф. Spectralab может снимать АЧХ как качанием частоты, так и белым шумом. Там есть возможность перед снятием АЧХ четырехполюсника - определить (и запомнить) собственную АЧХ звуковой карты, и в последующие измерения вводить коррекцию.

Если звуковой диапазон - проще всего скачать или сгенерировать WAV - файл с белым шумом. Также, spectralab выдает белый шум (а также и снимает АЧХ с его помощью, oscill вообще не нужен).

Схемы.

генератор не может выдавать на ВЧ столько же, сколько на более низких частотах. Также,  у генератора не очень мощный выходной каскад, а значит - выходное сопротивление вместе с емкостью нагрузки (включая входную емкость осциллографа) образуют ФНЧ, то есть ослабление высоких частот. Вот это и наблюдается.

Попробуйте его уменьшить.

"Работает до 1МГц" - ничего не значит пока не указано, что означает "работает", то есть какой спад АЧХ считается еще работой. У осциллографов полосой считается частота, на которой спад 3дБ относительно опорной частоты (100кГц, к примеру).

Чтобы емкость нагрузки не влияла, надо добавить усилительный каскад - эмиттерный повторитель, с более низкоомной, чем 2кОм, нагрузкой. На таком же или более мощном (но тоже ВЧ) транзисторе.
Или сдвоенный NPN-PNP эмиттерный повторитель в режиме AB (то есть со смещенными базами, чтобы не было ступеньки).
Если вы укажете емкость кабеля до осциллографа, то несложно оценить полосу среза фильтра, образованного этой емкостью и выходным сопр генератора (1-2кОм).

использовать щуп (например TP6100) в режиме 1:1 - нежелательно. Многие фирменные щупы вообще не имеют переключателя, только делитель 1:10. Если перевести в 1:10 - входная емкость упадет на порядок.