Thiết bị phân tích phổ - Spectrum Analyzer

Máy phân tích phổ là gì?

Máy phân tích phổ là gì?

Máy phân tích phổ (hay máy phân tích quang phổ có tên tiếng anh là Spectrum Analyzer) là một thiết bị dùng để phân tích và hiển thị lên màn hình biên độ tín hiệu (cường độ) khí nó thay đổi theo tần số.

>>Cho thuê máy phân tích phổ

Nguyên lý hoạt động

nguyên lý cơ bản của máy quang phổ

Dựa vào việc điều chỉnh (Swept-tuned)

Một phần tín hiệu đầu vào được chuyển thành tần số trung tâm của bộ lọc thông dải bằng cách quét tín hiệu dao động điện áp. Băng thông của bộ lọc thông dải quyết định băng thông độ phân giải, có liên quan đến băng thông tối thiểu mà thiết bị có thể phát hiện được. Như được thể hiện bởi hình ảnh động bên phải, băng thông càng nhỏ, độ phân giải quang phổ càng nhiều. Tuy nhiên, có một sự đánh đổi giữa tốc độ màn hình có thể cập nhật dải tần số đầy đủ đang được xem xét và độ phân giải tần số, có liên quan để phân biệt các thành phần tần số gần nhau.

Đối với các tín hiệu rất yếu, bộ tiền khuếch đại được sử dụng và điều chế có thể dẫn đến việc tạo ra các thành phần tần số mới không có trong tín hiệu gốc.

Dựa trên FFT cơ bản

Một số máy phân tích phổ kỹ thuật số sử dụng các biến đổi Fourier - một cách phân tách tín hiệu thành các tần số riêng lẻ. Các máy phân tích này cần tần số lấy mẫu ít nhất gấp đôi băng thông vì độ phân giải tần số là nghịch đảo của thời gian mà sóng được đo và Fourier biến đổi.

Hybrid superheterodyne-FFT

Do các máy phân tích dựa trên FFT chỉ có khả năng xem xét các dải hẹp, nên một kỹ thuật là kết hợp phân tích quét và FFT để xem xét các khoảng rộng và hẹp. Kỹ thuật này cho phép thời gian quét nhanh hơn.

Phương pháp này được thực hiện bằng cách trước tiên chuyển đổi tín hiệu, sau đó số hóa tần số trung gian và sử dụng các kỹ thuật superheterodyne hoặc FFT để thu được phổ.
Một lợi ích của việc số hóa tần số trung gian là khả năng sử dụng các bộ lọc kỹ thuật số , có một loạt lợi thế so với các bộ lọc tương tự như các yếu tố hình dạng gần hoàn hảo và thời gian xử lý bộ lọc được cải thiện. Ngoài ra, để xem xét các khoảng hẹp, FFT có thể được sử dụng để tăng thời gian quét mà không làm biến dạng phổ hiển thị.

FFT thời gian thực

Máy phân tích phổ thời gian thực không có bất kỳ khoảng thời gian mù nào đến tối đa, thường được gọi là "băng thông thời gian thực". Máy phân tích có thể lấy mẫu phổ RF đến trong miền thời gian và chuyển đổi thông tin sang miền tần số bằng quy trình FFT. Các FFT được xử lý song song, không có khe hở và chồng chéo để không có khoảng trống trong phổ RF được tính toán và không có thông tin nào bị bỏ lỡ.

Cấu tạo và chức năng của máy phân tích phổ

sơ đồ máy phân tích phổ

Chức năng chính của máy là đo tín hiệu phổ đã biết hoặc chưa biết, đầu vào tường là tín hiệu điện, nếu đầu vào là các tín hiệu khác như sóng âm, sóng ánh sáng sẽ được qua một bọ chuyển đổi tích hợp sẵn.

Bằng việc phân tích phổ của tín hiệu điện như tần số, công suất, băng thông, sóng hài, và các tín hiệu phổ khác có thể quan sát được những tín hiệu không dễ thấy trong miền thời gian. Các thông số này rất đặc trưng cho các thiết bị điện và thiết bị điện tử như thiết bị chuyển đổi không dây.

Giao diện màn hình hiển thị của máy phân tích phổ có trục hoành hiển thị tần số theo thời gian, trục tung hiển thị biên độ giao động. Nó trông giống như một thiết bị phát hiện sóng, và thông thường ở một số phòng thí nhiệm thì họ sử dụng loại máy  tích hợp cả phát hiện sóng lẫn phân tích phổ.

Các loại máy phân tích phổ

Các loại máy phân tích phổ

Máy phân tích phổ để bàn

Thường được sử dụng trong các phòng thí nhiệm, khu vực sản xuất sản phẩm. Loại máy này có các đặc điểm cấu tạo cồng kềnh hơn các loại khác nhưng mang lại hiệu quả và độ chính xác cao hơn. 

Máy phân tích phổ cầm tay

Với thiết kế nhỏ gọn, tiện dụng giúp bạn có thể mang đi nhiều nơi với trọng lượng khoảng 1Kg. Tuy nhiên, cùng với những ưu điểm về nhỏ gọn thì nó sẽ bị hạn chế về độ chính xác.

Loại máy phân tích phổ di động

Cân đối giữa độ chính xác và gọn nhẹ thì đây là một lựa chọn tuyệt vời.

  • Sử dụng nguồn năng lượng chạy bằng pin nên người đùng dễ dàng mang đi, di chuyển ra bên ngoài.
  • Hiển thị rõ ràng để cho phép màn hình được đọc trong điều kiện ánh sáng mặt trời, bóng tối hoặc bụi bặm,..
  • Trọng lượng nhẹ thường chỉ khoảng 6 Kg.

Xem thêm các thiết bị phân tích và đo lường

Ứng dụng máy phân tích phổ

Ứng dụng máy phân tích phổ

Ngày nay, các phần mềm phân và các ứng dụng số phân tích phổ trở nên nhiều hơn. Nhiều máy phân tích phổ có thích hợp những chức năng chuyển đổi tín hiệu số - tín hiệu tương tự giúp cho việc lấy mẫu tín hiệu đầu vào trở nên chính xác hơn. 

Trong công nghiệp, máy phân tích phổ sử dụng để phân tích đánh giá tín hiệu, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu sản phẩm như giảm nhiễu cải thiện các chỉ số về hiệu suất.

Dịch vụ cho thuê các thiết bị phân tích và đo lường

MH Rental hiện tại đang mở rộng dịch vụ cho thuê các thiết bị dùng để phân tích, đo lường như:

  • Máy phân tích phổ
  • Máy đo độ rung
  • Máy đo tiếng ồn
  • Máy hiện sóng
  • Máy kiểm tra an toàn thiết bị điện,..
Bài viết trước