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EDA/SW/T&M
VNA
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- ELETTRONICA OGGI 449 - OTTOBRE 2015
Far leva sull’architettura esistente
Il collaudato diagramma a blocchi di un analizzatore vetto-
riale di reti a microonde rappresenta una delle ragioni che
portano ad ottenere eccellenti risultati di misura. Anche per
questo motivo, il team di progetto non ha voluto modificare
il blocco di ricezione nell’aggiungere la funzione di analisi
spettrale (Fig. 3).
Come implementato nella serie PNA, il ricevitore ha una
banda di 38 MHz e impiega un filtro anti-aliasing a larga ban-
da. Il convertitore A/D a 100 MSa/s ha una banda massima
teorica pari a 50 MHz.
La chiave del successo è stata l’aggiunta di un nuovo flusso
di elaborazione che preleva i dati digitalizzati dall’uscita del
convertitore A/D.
Analogamente a ogni analizzatore di segnali avanzato, il pro-
cesso crea un vettore finito di dati campionati nel tempo,
applica una funzione di finestratura e quindi calcola la FFT
per ottenere lo spettro in frequenza del segnale in ingresso
(Fig. 4).
Come illustrato, alcuni passi aggiuntivi assicurano la visua-
lizzazione di un spettro accurato e utile: la media video ridu-
ce il rumore della traccia, la calibrazione assicura l’accura-
tezza dell’ampiezza, la reiezione della frequenza immagine
rimuove artefatti indesiderati e la rivelazione del picco con-
sente un miglioramento dell’accuratezza in frequenza.
Si noti che il mantenimento dei livelli di prestazioni del VNA
preclude l’inserimento del filtro di preselezione hardware,
utilizzato normalmente negli analizzatori di spettro per bloc-
care le armoniche indesiderate o i prodotti di intermodu-
lazione (cioè le frequenze immagine). All’interno di questa
catena, la soluzione è stata lo sviluppo di un potente pre-
selettore software, che è parte delle funzionalità di analisi
spettrale. Nella pratica, l’attivazione di questa funzione eli-
mina virtualmente ogni frequenza immagine. Inoltre, l’ana-
lizzatore può essere configurato per eseguire delle misure
armoniche su uno o più canali, utilizzando l’attenuatore del
ricevitore e una larghezza di banda di risoluzione stretta per
ridurre il fondo di rumore visualizzato.
Soluzione del problema di ricerca delle spurie
Le spurie sono segnali non armonici indesiderati che pro-
ducono interferenze o falsi segnali, riducendo la dinamica
nel dispositivo in prova. Il processo di ricerca delle spurie
presenta due sfide: il tempo e la complessità. Il processo di
controllo delle spurie è lungo, in particolare quando si cer-
cano segnali di piccola intensità su di un ampio intervallo di
frequenze. La caratterizzazione delle spurie nell’intervallo di
frequenza operativo di mixer e convertitori di frequenza più
essere tedioso e complicato.
Si consideri ad esempio il seguente scenario: supponiamo
che in una misura di guadagno di conversione eseguita con
un VNA appaia un picco. Se si usa un classico analizzatore
di spettro, la semplice visualizzazione dello spettro di uscita
Fig. 2 – L’introduzione della funzionalità di analisi spettrale ad elevate
prestazioni in un VNA avanzato offre nuovi livelli di velocità, praticità e
completezza nel test dei componenti
Fig. 3 – Per mantenere le ottime prestazioni del VNA, i blocchi fondamentali del ricevitore non sono stati modificati
Fig. 4 – L’elaborazione e il condizionamento dei dati digitalizzati in modalità analizzatore di spettro offrono misure di spettro veloci e accurate