SSA3000X - RF-spektrianalysaattorit

RF-spektrianalysaattorit, sarja SSA3000X.  Ominaisuuksia, testauksia sekä käyttöesimerkkejä.

Siglent ei ole halvin. Siglent kilpailee laadulla ja ominaisuuksilla joita usein löytyy vasta paljon kalliimmista spektrianalysaattoreista.

Taajuusalueet 9kHz - 2,1 ja 9kHz - 3,2GHz. 

RBW 1Hz - 10Hz - 1MHz, DANL min -161dBm/Hz,  täysdigitaalinen IF,  10.1" 1024x600 TFT näyttö.

Siglentin uudet nykyaikaiset rf-spektrianalysaattorit ovat saaneet erittäin hyvän vastaanoton ammattikäyttäjien sekä myös harrastajien parissa. 

Kaikissa SSA3000X malleissa joita Siglent toimittaa EU alueen markkinoille on myös valmiina täyden taajuusalueen TG eli "Tracking Generator" hardware. TG käyttö edellyttää optiona ostettavaa aktivointilisenssiä (tai lisenssi voi kuulua hintaan riippuen Siglent mahdollisesta Siglent tarjouksesta)

Valmistuslaatu sekä erinomaiset suoritusarvot ovat huippuluokkaa kun laitetta verrataan tässä hintaluokassa mihin tahansa. Hinta huomioiden suorituskyky ja valmistuslaatu on hämmästyttävän hyvä.  

SSA3000X mallit löytyvät myös TeledyneLeCroy valikoimasta. (Teledyne LeCroy T3SA Series - Spectrum Analyzers)

Siglent SSA3000X sarjan analysaattori on nykyaikainen pyyhkäisevän ja FFT analysaattorin yhdistelmä täysdigitaalisella viimeisellä  välitaajuusasteella.  FFT käsittely viimeisessä välitaajuusasteessa myös nopeuttaa taajuuspyyhkäisyä olennaisesti. Erityisesti se näkyy kapeilla RBW filttereillä *). Täysdigitaalisen välitaajuus signaalin käsittelyn johdosta RBW filtterit ovat huomattavan muoto- ja muotosuhdetarkkoja verrattuna vastaaviin analogisiin. Lisäksi muotosuhde on erinomainen joka mahdollistaa suuren erottelutarkkuuden ja myös silloin kun lähekkäin olevien signaalien tasoero on suuri. Muotosuhde on 1:<5.
*) SSA3000X sarjan 1 ja 3Hz RBW filtterit eivät täytä kaikkia spesifikaatioita. Siglent sanoo "voidaan valita käyttöön". Toimivat muuten normaalisti mutta erittäin alhaisilla sisääntulosignaaleilla signaalin tasovirhe voi olla huomattava. (SSA3000x Plus on tässä suhteessa kehittyneempi)

Jäljenpänä esittelen joitain ominaisuuksia sekä testituloksia sekä joitain spektrianalysaattorin käyttövinkkejäkin. Laatu ja suorituskyky/hinta on suuri. Tässä rahalle saa todellakin vastinetta.

Suunnittelua ei myöskään ole tehty nopeasti loikkien yli siitä mistä aita on matalin. Ei myöskään kopioiden sokkona toisten virheitä. Siglentin spektrianalysaattoreiden suunnitteluryhmä kehitti tätä vuosia ja pohjalla oli myös kokemusta edeltävistä malleista.

Siglent asetti SSA3000X mallilla uuden referenssin tähän spektrianalysaattoreiden luokkaaan, ei vain suoritusarvojen osalta, mutta myös sisäisen sekä sähkäisen että mekaanisen rakenteen osalta jollaista on yleensä nähty vasta selvästi ylemmissä hintaluokissa.

Jossain määrin suosio saattaa ominaisuuksien ja valmistuslaadun lisäksi pohjautua myös siihen että jotkut käyttäjät ovat mahdollisesti löytäneet laitteesta joitain yllättäviä "dokumentoimattomia" lisäpiirteitä joista ovat pitäneet. Sisäinen käyttöjärjestelmä pohjautuu Linuxiin. Erinomainen analysaattori sekä edistyneelle harrastajalle että ammattilaiselle.

Siglent SSA3000X RF spektrianalysaattori kuuluu Siglentin X-Instruments tuoteperheeseen ja tarjoaa huipputason suorituskykyä erittäin kilpailukykyiseen hintaan. Ylläolevassa esitekuvassa on vanhaa tietoa. Nykyinen kapein RBW on 1Hz.

Australialainen Dave Jones ( EEVblog ) on tehnyt todella hyvälaatuisen videon laitteen rakenteesta sisältäen myös jonkun verran lohko- sekä komponenttitason selvittelyä. Videon kuvaustekninen laatu on myös korkeatasoinen.

Todellakin katsomisen arvoinen! Siglent SSA3021X Spectrum Analyser Teardown (YouTube by Dave Jones)



Edellisen lisäksi Dave Jones on tehnyt pikavertailun Siglent SDS3021X sekä Rigol DSA815 välillä.
Siglent SSA3021X vs Rigol DSA815 Spectrum Analyser (YouTube by Dave Jones)
HUOM! Tällä videolla on joitain  lieviä niinsanottuja käyttäjän virheitä. Osa johtunee siitäkin että tekijällä on ollut ilmeinen kiire ja perehtyminen laitteen oikeanlaiseen käyttöön on jäänyt ehkä kiireessä hiukan kesken joka sitten näkyy kun hän hämmästelee laitteen käyttäytymistä. Puutteistaan huolimatta video antaa jonkinlaista kuvaa laitteesta livenä. Kyseisen katsauksen jälkeen laitteeen sisäistä ohjelmistoa (FW) on kehitetty monilta osin paljon ja olennaisesti. Siltä osin katsaus on auttamatta vanhentunut. Siitäkin  huolimatta se on mielestäni katsomisen arvoinen.
On huomattava että tuolloin SSA3000X firmware oli hyvin varhainen versio jonka jälkeen on muuttunut paljon.

Vuoden 2016 lopussa siirryttiin FW 7 versioista 8 versioihin. Vuoden 2017 aikana on saatu useampia päivityksiä ja niiden mukana avattiin myös kapeimmat 3 ja 1Hz RBW filtterit käyttöön. On hyvä siis huomioida vanhoja arvosteluita sekä testejä lukiessa että ne ovat pääsääntöisesti monien yksityiskohtien osalta vanhentuneita.





Myös The Signal Path on tehnyt laitteen esittelyn sekä sisäisen tarkastelun. Tämä YouTube video on kovin eri tyylinen kuin Dave Jones tekemät joskus hiukan populistiset katsojamäärien maksimoimiseksi. Sen sijaan tämän tekijä on joka tapauksessa kokenut ammattilainen jolla on sekä teoria että käytäntö erinomaisesti hallussa. Joku voi tietenkin pitää esitystä hiukan pitkästyttävänä mutta se antaa myös aikaa sisäistää mitä videolla oikeasti tapahtuu.
Videolla oleva SSA FW versio on myös nyt vanha joten jokin pieni asia on sen jälkeen myös parantunut.

Videoiden lisäksi:

Radioamatöörien (ARRL)  julkaisussa: QST November 2016 on mielenkiintoinen artikkeli tästä spektrianalysaattorista.
Toki esitys on jo aika vanha ja tuossa vaiheessa FW on täytynyt olla todella vanha jonka jälkeen on tapahtunut paljon.

Huom. Mikäli jossain edelleen törmäät vanhoihin tietoihin liittyen aivan tuotannon alkuajan aikaisiin TG hardware ongelmiin.
20.5.2016 alkaen laitteen Tracking Generaattori on ollut ns paremmalla hardwarella. Huonoa versiota ei päässyt markkinoille merkittäviä määriä ja niistäkin Siglent lienee hoitanut suuren osan.  Mikäli ostat esim käytettyä laitetta ota tämä pieni mahdolisuus huomioon.
Suomessa  siglent.fi ( tai cnElectro)  kautta luonnollisesti toimitetaan ja on toimitettu ainoastaan versiota jossa ongelma on jo ollut historiaa. (ns. uudet versiot alkaen sarjanumerosta (viisi viimeistä merkkiä): ....60100.

Marraskussa 2016 julkaistu uusi FW päivitys (8.01) paransi TG ominaisuuksia edelleen huomattavasti. Tämä oli ison tason päivitys FW 7.xx versioiden jälkeen. Tämä 8.01 on myös se versio joka on ehdottomasti pakko asentaa ensin siirryttäessä FW 7 versioista FW 8 versioihin.
Kaikki sitä ennen julkaistut testit yms tiedot ovat siltä osin vanhentuneita. Erityisesti se koskee tilanteita joissa tarkastellaan hyvin jyrkkäreunaisia filttereitä tms.  Esimerkiksi Dave Jones tekemät testit on tehty vanhalla 7.xx versiolla.

Helmikuussa 2017 julkaistu FW 8.02 on edelleen parannettu ja korjattu joitain seikkoja sekä lisätty mahdollisuus suoraan SCPI komenteluun Telnet yhteydellä sen sijaan että siihen olisi käytettävä raskaampaa VXI-11 protokollaa joka tietenkin edelleen säilyy.  Myöhemmin, 2017 kesällä, on julkaistu versio 8.03 jossa edelleen joitain korjauksia ja parannuksia.

Alkusyksystä 2017 saatiin edelleen uusi FW jossa mukaan otettiin RBW 3Hz ja 1Hz filtterit. Muotokerroin on sama 1:<5 kuin muissakin RBW filttereissä.

Siglent SSA3000X on moderni edistyksellinen spektrianalysaattori joissa on nykyaikainen täysdigitaalinen välitaajuusosa. 
Mallistoon kuuluu tällä hetkellä 2,1GHz sekä 3,2GHz mallit joissa on myös täyden kaistan tracking generaattori.

Tracking Generaattori Hardware on kaikissa aina valmiina.
TG on laitteen koko taajuuskaistan levyinen, joko 2,1GHz mallissa SSA3021X tai 3,2GHz mallissa SSA3032X. TG nimellinen taso on säädettävissä 1dB välein alueella 0dBm - -20dBm.  Sitä voi myös käyttää säädettävä taajuuksisena signaalilähteenä kun spektrianalysaattori on 0 span tilassa ja TG kytkettynä toimintaan. Signaalin laatu ei luonnollisestikaan vastaa

Järjestelmään on saatavilla useita erilaisia optioita joista tracking generaattori on yksi. Optiot aktivoidaan maksullisella lisenssiavaimella. Lisäksi on saatavilla erilaisia lisälaitteita sekä tarvikkeita moniin mittauksiin.

Kapein RBW on 1Hz joka antaa mahdollisuuden hyvään erottelutarkkuuteen isompitasoisen signaalin juuressa.
DANL on parhaimmillaan jopa -161dBm/Hz  joka siis vastaa -151dBm/Hz  tasoa 10Hz kaistaleveydellä.
Tämä DANL ilmaisutapa on usein hiukan epähavainnollinen mutta se on tarkeä ilmaisutapa jotta on helpompi vertailla laitteita. Se on selkeä tapa ilmaista asia siten että on helppo verrata "paperilla"  ikäänkuin päärynää päärynään. Alempana myöhemmin hiukan lisää tästä.

10,1" 1024x600 resoluutioinen näyttö antaa reilusti tilaa monien asioiden esittämiselle näytöllä siten että käyttäjä ei tarvitse suurennuslasia.

Spektrianalysaattorin kuvissa etupaneelissa USB liittimen oikealla puolella näkyvä liitin on kuuloke liitäntä.
Laitteessa on vakiona FM sekä AM demodulaattorit joten laitteella voi myös kuunnella sekä AM että FM lähetteitä. Luonnollisesti silloin käytetään "zero span" toimintatilaa. Laittteessa ei ole sellaista vastaanotinta joka kykenisi kuuntelemaan katkotta pyyhkäisyn aikana jonkun signaalin sisältöä. Tämä ns "radiona" käyttö on mahdollista vain 0 span tilassa eli yhdelle taajuudelle viritettynä. Huomaa kuitenkin että se ei vastaa mukavuudeltaan oikealla radiolla kuuntelua senkään vuoksi että AGC puuttuu.

Parhaiten laitteen tekniset tiedot selviävät SSA3000X datalehdestä. Laitteen käyttöohje antaa lisää tietoa vakka siinä ei kaikkea olekaan ja lisäksi asiat on esitetty melko ylimalkaisesti. Sitä voisi enemmänkin luonnehtia käytön aloitus oppaaksi. Varsinainen syvälle menevä ns "User Reference Manual" se ei ole. Mieluiten jo ennen hankintaa: Lue SSA3000X Käyttöohje kannesta kanteen - ainakin viimeistään ennen käytön aloittamista!  Laitteen Ohjelmointi opas on myös varsin mielenkiintoinen.

Yhdessä 3 porttisen Reflection Bridge (VSWR bridge) kanssa laite muodostaa kuin skalaari piirikoneen. Välttämättä tarvitaan tällöin Optio: Tracking Generator (Ohjelmisto).

Suositeltavaa on käyttää Siglent Reflection Bridge (RBSSA3X20) (Optionaalinen lisävaruste) koska se istuu suoraaan N liittimiin ilman välikaapeleiuta jotka saattavat aiheuttaa epätarkkuutta erilaisissa tilanteissa helposti ja edellyttää mahdollisesti useammin kalibrointia normalisointia. Muitakin vastaavia voi luonnollisesti käyttää kunhan varmistaa soveltuvuuden. Jotkin sellaset saattavat olla myös parempia jonkun halutun ominaisuuden suhteen.

Lisäksi käyttöä helpottaa Reflect measurement optio joka monipuolistaa mittauksia siihen nähden että käyttäisi pelkästään TG yhdessä VSWR sillan kanssa.

Muitakin lisäoptioita ja varusteita on saatavilla, kuten esimerkiksi  EMI measurement optio sekä Advanced measurement kit optio. Laitteen optiot (Laitteen sisäinen ohjelmisto) aktivoidaan kukin omalla erikseen ostettavalla lisenssiavaimella ja (EMI) mittauksia varten on saatavilla myös Near Field mittapääsarja SRF5030 joka sisältää neljä erilaista probea ja liitäntäkaapelin.  Samoin monenlaisia muita tarvikkeita ja varusteita.

Datalehdet ja muuta mallikohtaista materiaalia.
Tarkasta aina tarvittaessa uusimmat versiot valmistajan sivuilta.
Niihin on vaikea linkittää koska niiden tarkat osoitteet saattavat useinkin muuttua.
Siglent päivittää dokumentteja ajoittain. En datalehtiä ja ohjekirjoja täällä ladattavaksi.
Ne voisivat usein olla vanhentuneita versioita.
Kulloinkin viimeisimmät julkaistut materiaalit löytyvät nykyisin erittäin helposti Siglentin nykyisiltä hiukan uudistetuilta sivuilta.

           FW päivitykset, ohjelmat sekä takuutiedot ym

           Käyttöohjeet, datalehdet, sovellusvinkit ja videoita
 

FW 8.02 alkaen SCPI ohjaus myös ilman National Instruments Ni-Visa ohjelmistoja ja VXI-11 protokollaa.
Nyt on mahdollista komentaa laitetta muun muassa suoraan esim Telnet yhteydellä.

Lisäksi suositeltaavaa lukemistoa on tämä Agilentin (nyk Keysight) erinomainen "oppimateriaali". Se myös kuvaa (soveltuvin osin) SSA3000X toimintaa varsin hyvin ja osin tarkastikin:   Spectrum Analysis Basics - Application Note 150 - Agilent (pdf)

Testauksista ja käyttökokeiluista poimittuja pikku esimerkkejä havainnollistamaan sitä miltä asiat näyttävät SSA3021X kuvaruudulla.

(Huomaa että joihinkin kuviin olen lisännyt selventävää tekstiä. Laitteen omat tekstit ovat valkoiset, lukuunottamatta vasemman reunan informaatioalueen tekstejä joissa sama värikoodi kuin kunkin (A,B,C ja D) tracen väri. )

SSA3000X mallien spesifikaatioiden mukainen kapein RBW on 1Hz ja levein 1MHz. Kuvassa kuitenkin kapein on 10Hz.
(Kuvan aikana ei ollut vielä virallisesti julkaistu 1Hz ja 3Hz RBW filttereitä siksi kuvassa kapein on 10Hz)

Kuvassa on noin 100MHz signaali. Signaalin (carrier) taso on 0dBm. Se on AM moduloitu 20% modulaatio syvyydellä. Modulaatiotaajuus on 200Hz siniaalto. Signaali on tuotettu HP8642B RF signaaligeneraattorilla. Kuva kertoo miltä mainittu signaali näyttää kun käytössä on eri levyiset RBW filtterit, 300Hz, 100Hz, 30Hz sekä 10Hz. Kuvassa on lisäksi käytetty oletusarvoa VBW=RBW. 

On selvää että tällaisesta signaalista ei juuri signaalin tasoa enempää voi havaita 300Hz RBW filtteriä käytettäessä. 100Hz RBW  voi jo todeta AM modulaatiosyvyyden. Signaalin juuressa olevat mahdolliset 50Hz ja 100Hz yms "hurinat" saa juuri esiin 10Hz RBW käytettäessä.

Nykyaikainen taajuus-stabiili ja suhteellisen matalavaihekohinainen spektrianalysaattori mahdollistaa kapeiden RBW käytön muuallakin kuin myyntiesitteen ominaisuusluettelossa. SSA3000X kapein RBW on 1Hz. On hyvä huomioida että 1Hz filtteriä käytettäessä on sweep aika jo melko kapeillakin pyyhkäisykaistoilla varsin pitkä. Käyttöliittymä myös hidastuu olennaisesti. Kun laite tuli markkinoille kapein RBW oli 10Hz.

Täysdigitaalinen välitaajuusaste mahdollistaa myös erinomaiset filttereiden muodot koska ne muodostetaan digitaalisen signaali prosessoinnin tuloksena. Tyypillisesti kaikkien perus RBW filttereiden -3dB: -60dB muotosuhde on 1: <5. (1Hz - 1MHz)Kyseinen kuva on toteutettu ajamalla jokainen trace yksin ja sen jälkeen lukitsemalla se näyttöön. Useita RBW asetuksia ei tietenkään voi valita samanaikaisesti. EMI mittauksia (optio)  varten on luonnollisesti omat standardien mukaiset RBW filtterit sekä QuasiPeak ilmaisin säädettävällä dwell ajalla.

SSA3000X mallien spesifikaatioiden mukainen vaihekohina on -98dBc/Hz tai parempi 10kHz etäisyydellä.

Kuvassa vasemmassa reunassa juuri ja juuri näkyvillä on Datum Lpro-101 Rubidium referenssiltä tuleva signaali. Rb ja SSA tulon välissä attenuaattori jolla signaalin taso on saatu lähelle 0dBm jotta kuvan tulkinta on helpompaa. Jotta kuva ei ole ylioptimistinen jätin sen noin puoli dB yli. SSA3000X käyttää tässä omaa sisäistä taajuusreferenssiä joka kuten havaitaan on myös hyvin kohdallaan.

Tuollaista kuvaa laitteella ei tietenkään saa yhdellä kerralla koska samassa kuvassa on kaksi eri pyyhkäistävän kaistan leveyttä (Span).

Ensin on ajettu 1MHz Span asetuksella raidat (trace) A, B ja C.  Sen jälkeen ne on "lukittu".
Sitten on ajettu 100kHz Span asetuksella raita (trace) D.  
Trace A on mukana ainoastaan siksi että oletusarvoisesti spektriä käytetään ottaen signaali P-Peak ilmaisimelta.
 
Sininen trace C on suoraan trace B - 10dB (10*Log(10/1) joka siis "normalisoi" 10Hz RBW mitatun vastaamaan samaa kuin 1Hz RBW mitattuna.
Huomaa että kohinataso vakiintuneesti ilmoitetaan 1Hz taajuuskaistalta (suorakaide). Se ei ole ihan sama kuin kohina joka näkyy gaussian tyyppisen RBW filtterin läpi.
Tästä voi lukea syventävää tietoa esimerkiksi HP/Agilent/Keysight pdf dokumentista jonka linkki ylempänä.
 
Koska signaalilähteen oma vaihekohina on hyvin paljon parempi kuin SSA3000X vaihekohina ja SSA3000X oma kohinataso on eritttäin paljon alempana kuin tasot joilla tracet ovat antaa kuva kohtalaisen hyvää osviittaa SSA3000X SSB vaihekohinasta. Kuten kuvan testi osoittaa, SSA3000X vaihekohina erityisesti  lähellä signaalia on tässä hintaluokassa suorastaan erinomainen. Tämä mahdollistaa lähellä tutkittavaa signaalia sen juuressa olevien epäpuhtauksien tutkimisen, mukaanlukien verkkohurinatkin.

On syytä huomata että kuvassa Trace A on ottetu Positive Peak ilmaisilmelta. Trace B, samoin kuin Trace D on otettu Video Average (average mode: Log Power) ilmaisimelta. Tämä ilmaisin antaa jokseenkin saman yhdellä pyyhkäisyllä  kuin että Sample ilmaisimen signaalia olisi keskiarvoistettu kauan tässä tapauksessa.  Spektrianalysaattoria käytettäessä on tärkeää valita sopiva ilmaisin erilaisiin käyttötarkoituksiin. Tavanomaisesti yleiskäytössä oletusarvo on Positive Peak (P-Pk) ilmaisin.

Hiukan tarkastelua kohinan osalta koska se aiheuttaa usein sekaannusta kun laitteiden spesifikaatioissa puhutaan DANL tasoista joissa lukemat ovat usein hyvin alhaisia. 

Termi on DANL, Displayed Average Noise Level, eli näytöllä näkyvän kohinan keskiarvo. Sitten tulee seikka joka kävelee jo tuon määrityksen yli heti alkajaisiksi. Kysessä ei olekaan usinmiten se mitä näytöllä näkyy silmällä katsottavissa. Nykyisin DANL usein ilmaistaan "normalisoituna" 1Hz kaistaleveydelle. Tässä on se ensimmäinen ansa johon monet ovat pudonneet. Jos laitteen kapein RBW (olisi 1kHz ja jos DANL on sanottu olevan -130dBm/Hz on kyseisessä spektrissä näkyvän kohinan keskiarvo tasolla -100dBm ja tämäkin
on vasta pieni ehdollinen osatotuus)

Alla olevassa kuvassa on esimerkki siitä mitä todellisuudessa käytännössä näkyy.

SSA3000X mallien DANL on varsin alhainen - parhaimmillaan alle -160dBm/Hz.

Nykyisin on usein tapana ilmoittaa DANL normalisoituna 1Hz kaistaleveydelle. Tässäkin on lisäksi eri valmistajilla erilaisia käytäntöjä. Se aiheuttaa usein sekaannusta ja hämmennystä varsinkin mikäli kokemusta  ei ole kovin paljoa. Jopa kokeneidenkin keskuudessa syntyy ajoittain sekaannuksia. Tätä on syytä katsoa tarkemmin. Mikäli luet eri valmistajien antamia spesifikaatioita sekä mainoksia ole tarkkana ja tutki mitä annetut arvot oikeasti käytännössä tarkoittavat. Se voi olla joksus vaikeaa mainosten superlatiivien hämätessä ja joskus asioita saatetaan hämärtää myös tarkoituksellisesti.
 
On huomattava että yleensä mittaamme enemmän ja vähemmän siniaaltomaisia signaaleja ja tässä tarkoituksessa laitteessa on erilaisia ilmaisimia (Detectors) samoin kuin erilaisia RBW filttereitä joiden leveys ilmoitetaan yleensä -3dB tasolta tai EMI RBW filtterit -6dB tasolta. Kun joku ilmoittaa mainoksessa DANL olevan esimerkiksi -160dBm/Hz on usein hämmentävää kun analysaattoria käyttää eikä näytöllä näkyvä kohinataso ole lähellekään "luvattua". 




Menemättä enempää syvempiin yksityiskohtiin siinä kuinka signaalitasot ja kohinatasot kerrotaan spesifikaatioissa ja "normalisoidaan" 1Hz kaistaleveydelle huomioiden lisäksi kohinan erityisluonne on reilua myös näyttää miltä se ruutu oikeasti näyttää käytännössä.

Siglentin spesifikaatioissa DANL 10-200MHz alueella on tyypillisesti -161dBm/Hz kun käytössä on PA (esivahvistin)
Mikäli kuvan perusteella tekisi kohinanormalisoinnin 1Hz kaistaleveydelle niin tottahan tuo, DANL jopa -161dBm/Hz, onkin. Samaan tapaan muutkin valmistajat asian ilmoittavat.
Esimerkiksi jos (nimetön kuvitteellinen spektrianalysaattori)  kapein RBW on 100Hz ja jos sille ilmoitettaisiin että DANL on -140dBm/Hz tarkoittaa se sitä että käytännössä laitteen kapeimmalla RBW voit nähdä laitteen kohinan keskiarvon tasolla -120dBm.

Nyt lisäksi puhutaan kohinan keskiarvosta. Sitä katsotaan joko pitkään keskiarvoistamalla ilmaisimen "Sample" signaalia, tai käyttämällä Video Average ilmaisinta. Nyt kuitenkin pitää huomata että varsinaisia siniaaltopohjaisia katsotaan tyypillisesti käyttämällä Positive Peak ilmaisinta. Siitä ei voida suoraan sanoa paljonko sen käyttö kohottaa näkyvän kohinan (peak) tasoa. Se riippuu monista seikoista johtuen satunnaiskohinan luonteesta. Usein se on hyvin karkeasti luokkaa 10dB.

Tästä seuraa se että kyseisellä esimerkin laitteella -110dBm tasoisen signaalin havaitseminen kohinan seasta olisi jokseenkin vaikeaa.



Käytännössä se mitä näet: Ylläolevassa kuvassa on ylin keltainen trace. Siinä ei ole esivahvistin (PA) käytössä. Ilmaisin (Detector) on Positive-Peak.  Tämä on yleinen tapa katsella tavanomaisia signaaleja oletusarvoisesti silloin kun signaalien tasot eivät edellytä lisävahvistusta (PA). Siinä näkyy kohinataso sekä sitten keskellä -100dBm signaali. Käytetty RBW on erittäin kapea 10Hz jota aika harvoin käytetään. Sillä kuitenkin saadaan alhaisin näkyvä kohinataso.

Seuraava, sininen trace, on aivan vastaava mutta ilmaisin on Video Average.  VideoAverage ilmaisin tuottaa suunnilleen samaa kuin jos Sample ilmaisimen tuottamia peräkkäisiä traceja keskiarvoistettaisiin iso joukko. Se on jokseenkin näytöllä näkyvän kohinan keskiarvo.

Alempana on punainen ja vihreä trace. Niissä on esivahvistin (PA) käytössä. Näkyvyyden selkeyttämiseksi -100dBm signaalin taajuutta on siirretty 100kHz ylemmäs.

Vihreä on Positive Peak ilmaisimelta ja punainen on Video Average ilmaisimelta. On huomattava että Video Average ilmaisin ei sovellu tuollaisten kuvassa olevien signaalipiikkien mittaamiseen. Video Average ilmaisin soveltuu kohinatyyppisille signaaleille.

DANL siis ei ole  se mitä käyttäjä yleensä näkee kun hän napasauttaa laitteen päälle ja alkaa katsella signaalia. Hyvin usein signaaleja tarkastellaan käyttäen ilmaisimena "Peak Detect" joka onkin ihan oikein ja sovelisa kun tutkittavat signaalit ovat siniaaltotyyppisiä. Kuitenkin nyt kun käytetään Peak Detect ilmaisinta ja jos tarkastellaan kohinaa (esim juuri sitä pohjakohinaa) siihen millä tasolla se näkyy saattaa vaikuttaa monet seikat asetuksissa.Pyyhkäisynopeus jne. Se johtuu satunnaisen kohinan luonteesta ja siitä että siitä satunnaisesta joukosta kerätään huippunäytteitä. Tässä myös ns digotal IF voi tuoda omat efektinsä asiaan toisin kuin analogisella periaatteella toimivassa.

Otan toisenkin esimerkin jonka myös olen testaamalla varmentanut. Jos asetan taajuudeksi 145MHz ja Span 10kHz. RBW 10Hz ja VBW 1Hz. Ilmaisin oletusarvoinen eli Pos Peak detect. Ilman signaalia ajan siitä keskiarvoa.  Nyt sen "pohjakohina" viivan taso on luokkaa -135dBm.  Jos tuolla tavalla aseteltuna siinä esiintyisi vaikka siniaalto signaali esim taajuudella 145MHz ja tasoltaan -50dBm se myös näyttäisi sen ja oikein.  Sensijaan Video Average ilmaisimella signaaalin taso voisi olla aivan pielessä.  On hyvä osata hahmottaa mitä erilaiset mainoksissa ja/tai datalehdilla keerrotut asiat ovat käytännön elämässä jotta ei synny vääriä mielikuvia joiden kanssa sitten petytään kun laite ei toimikaan kuten oli kuvitellut.

Spektrianalysaattoriin on saatavilla joitain lisäoptioita.  Esimerkiksi erilaisia mittauksia.

SSA3000X on saatavana joukko lisäoptioita kuten esimerkiksi Advanced Measurement Kit  (AMK-SSA3000X) johon sisältyy muun muassa TOI (Third Order Intercept point) mittaus.
Kuvassa "harjoitusluonteisesti" kurkistettu Third Order Intercept point, TOI (IP3) mittaukseen. Kuvasta näkee miltä se analysaattorin kuvaruudulla näyttää.

En selitä tarkemmin kuvan mittausta koska sitä tehdessä ei ole  noudatettu kelvollista oikeaoppista mittaustapaa. Esimerkiksi puuttuu kokonaan signaalilähteiden harmonisten suodatus ja muitakin puutteita oli.

SSA3000X  Tracking Genraattori (TG) on hyödyllinen lisäoptio. Kaikissa SSA3000X malleissa TG hardware on valmiina. Sen aktivointi käyttöön tehdään hankkimalla kyseinen Optio (lisenssiavain).

Optio voidaan hankkia koska tahansa myös jälkeenpäin. TG on niin hyödyllinen että se kannattaa aina hankkia ellei nimenomaan tiedä että ei sellaista tarvitse lainkaan. Kuvassa on erittäin yksinkertainen esimerkki Band Pass filtterin tarkastelusta.

TG lähtö kytketty  filtterin sisäänmenoon  ja filtterin ulostulo on kytketty spektrianalysaattorin sisääntuloon.

TG signaalitaso on säädetttävissä -20 - 0dBm. TG kanssa käytettäväksi on saatavilla myös Return Loss Bridge (VSWR bridge) RBSSA3X20 ja siihen Reflect measurmenet Optio (lisenssiavain).

RBSSA3X20 voidaaan kytkeä suoraan TG out ja SA in N liittimiin jolloin välikaapelit jää pois jolloin tarkkuus hiukan paranee.
Sillan käyttökelpoinen taajuusalue on 1-2000MHz. 

Optio: Reflect Measurement  helpottaa VSWR mittauksia.
Alla pari aivan pientä esimerkkiä.

Kuvassa on mitattu erästä antennia. Käytössä Reflect Measurement Optio joka laskee kuvassa näkyviä mittausarvoja. Laiteessa ei ole pakko käyttää Siglentin RBBSA3x20 Reflection Bridge.
Tässä esimerkissä oli käytetty MiniCircuits ZFDC 20-5(N)

Mittauksia voi luonnollisesti tehdä myös ilman Reflect Measurement optiota. Pelkästään Tracking generaattori ja mittasilta saattaa riittää useisiin tarkoituksiin. Hiukan vaivalloisempaa ja muun muassa VSWR pitää laskea itse mikäli lukuarvoja halutaan. Kuvien oton välillä olosuhteet ovat hiukan muuttuneet.  Kaapelien ja antennitikun asento hiukan muuttunut joten siitä kuvissa näkyvä ero.  

Seuraavassa kuvassa on mittatu tasoja käyttäen Peak Markeria. Testi on tehty sekä 300kHz että 1kHz RBW käyttäen. Testissä Attenuaattori on 0dB. Esivahvistin (PA) on myös pois. Kummallakin RBW asetuksella mittaukset on tehty niin että mitään SSA3021X tasosäätöjä mukaanlukien Ref level ei ole muutettu.

Ylärajana tulee vastaan ADC muuntimen "Owerload" ja alarajana tulee vastaan käytetyllä filtterillä (RBW) esiintyvä kohinataso kun käytössä on Positive Peak ilmaisin. Luonnollisesti kohinaataso olisi alempi mikäli käytössä olisi VideoAverage ilmaisimen lähtö jolla tyypillisesti mitataan se kohinataso jota käytetään kun puhutaan laitteen DANL tasoista. Positive Peak ilmaisinta käytetään tyypillisesti tavanomaisille siniaaltotyyppisille signaaleille ja se onkin yleensä spektrianalysaattoreissa oletusarvoisesti käytössä.

Tulos on varsin hyvä tämän hintaluokan spektrianalysaattorille. Taulukossa on mainittu myös tuo kohinataso. Sitä mitatessa oli sisääntulossa 50 ohm päätevastus jotta ulkoiset mahdolliset häiriöt eivät pääse sisään, se on myös oikeaoppinen tapa mitata analysaattorin omaa pohjakohinatasoa.

Esimerkiksi 300kHz RBW käyttäen kohinataso on noin 20dB alempana kuin Signal Hound BB60C vastaavassa epävirallisesssa testissä.  Testi löytynee edelleen  EEVblog foorumilta. 1kHz RBW käyttäen pohjakohinan taso ei tule vastaan ja jo sillä saavutetaan yli 100dB mittausalue, eli voisi mitata samalla näytöllä 2 eri tajuudella olevaa signaalia yhtaikaa joiden tasoero on 100dB, kuitenkin niin että niiden etäisyys tulee olle niin suuri että laitteen vaihekohina ei tule rajoittavaksi tekijäksi peittämään 100dB heikompaa signaalia.


Tämä pienimuotoinen testi antaa jonkunlaista kuvaa SSA3021X  tasotarkkuudesta joka on varsin hyvä. Se antaa myös hivenen osviittaa dynamiikasta. Dynamiikka kuitenkin mitataan aivan toisin. 
Mittauksessa oli  signaaligeneraattorina HP8644B joka on  tasotarkkuudeltaan hyvä. Taso on säädetty käytetyn välikaapelin päässä kohdalleen varmistamalla -10dBm taso käyttäen HP tehomittaria ja asettamalla sitä vastaava offset. 

Military&Aerospace on myös lyhyesti noteerannut Siglentin spektrianalysaattorin.

Lisätietoja sekä teknistä tietoa saat helposti ottamalla meihin yhteyttä. Mahdollisuus myös laite-esittelyyn.

Linkin yhteystietoihin löydät etusivulta.

--»  Ylös 

--»  Spektrianalysaattorit

--»  Etusivulle - Home