Аналізатор спектра tinySA ULTRA

Аналізатор спектру використовується для вимірювання амплітуди, а також відображення електричних сигналів залежно від частоти.

Увага! Можливе безкоштовне встановлення спеціалізованої прошивки tinySA Ultra для ведення радіоелектронної розвідки (прошивка ЗСУ) - при проходженні додаткової верифікації.

Кому може бути корисним аналізатор спектру?

Такий прилад може бути корисним, якщо вам необхідно зрозуміти, на яких частотах працює той чи інший ВЧ-прилад. Яка амплітуда випромінюваного сигналу? Чи є гармоніки на виході передавача, який їхній рівень? За допомогою такого приладу радіоаматори можуть проводити швидкий аналіз ВЧ ефірної обстановки. Точно наводити ВЧ антени на джерело сигналів. Перевіряти правильність роботи РЧ-пристроїв. Також можливе визначення параметрів модуляції, вимірювання фазових шумів, вимірювання коефіцієнта шуму, вимірювання гармонійних та не гармонійних спотворень тощо.

Перше, що слід зробити після включення, це самокалібрування. З'єднуємо комплектний кабель порти приладу. Потім заходимо до пункту меню CONFIG -> SELF TEST. Якщо все добре, то йдемо в меню LEVEL CAL і, скинувши калібрування, проводимо його від 100кГц до 5.3ГГц, або вище 5.3ГГц, залежно від завдань. Для калібрування вище 5.3ГГц потрібний окремий генератор.

Ultra режим у TinySA

У нормальному НЧ режимі (0.1 - 800 МГц) ФНЧ на вході аналізатора забезпечує відсутність дзеркальних і уражених частот, але при цьому він обмежує і максимальні частоти, що використовуються. Коли ФНЧ відключається, перший змішувач можна використовувати для вимірювання на НВЧ (від 800 МГц і вище), але при цьому у спектрі можлива поява різних побічних продуктів роботи змішувача. Тобто прилад страждатиме від уражених частот. Використовуючи спеціальний алгоритм, що вимагає багаторазових вимірювань на різних частотах, подібний до того, що використовується в USB-аналізаторах спектру Signal Hound, можна прибрати більшу частину цих дзеркалок, вимірювати сигнали, що присутні в спектрі безперервно, так щоб їх можна було виміряти кілька разів. Дуже короткі або складні сигнали, а також широкосмугові сигнали (ширше 1 МГц), швидше за все, будуть вирізані алгоритмом як потенційні дзеркалки та паразитні випромінювання при скануванні спектра.

У режимі Ultra вхідний ФНЧ автоматично включається для всіх частот у межах смуги пропускання ФНЧ (до 750 МГц). Для більш високих частот ФНЧ вимикатиметься, і вимірювання буде повільніше через алгоритм, який проводить кілька вимірювань у діапазоні, що необхідно для усунення дзеркалок та паразитних перешкод.

Разом з алгоритмом усунення дзеркалок та інших побічних ефектів також можна застосувати зовнішній преселектор, який пропустить лише обмежену смугу частот. Приклад такого преселектора є антена з обмеженою смугою пропускання. Наприклад, використовуючи антену на діапазон Wi-Fi (2.4 ГГц), можна усунути більшість побічних та дзеркальних каналів, також такий преселектор допоможе прискорити вимірювання, щоб побачити зайнятість діапазону Wi-Fi.

При відключеному вхідному ФНЧ сигнал з гетеродина (LO) буде більше просочуватися на ВЧ вхід. Можлива поява сигналів із рівнем до -10 dBm. Під час звичайних вимірювань це не повинно бути проблемою, але може вплинути на дуже чутливий ланцюг, підключений до ВЧ-входу.

Максимальна вхідна частота в режимі Ultra обмежена 12 ГГц (у режимі HARMONIC 3 за замовчуванням) або 20 ГГц (в режимі HARMONIC 5), але максимальна частота для більш-менш точних вимірів становить 6 ГГц. Чутливість знижується зі збільшенням частоти і приблизно на 10 dB нижче 2,5 ГГц та на 25 dB нижче 5,3 ГГц. Таблиця поправок на вхід коригує зниження чутливості до 6 ГГц. Понад 6 ГГц частотно-залежна корекція відсутня, і чутливість швидко падає!

Повне сканування від 0 Гц до 6 ГГц із включеним алгоритмом усунення дзеркалок та паразитних перешкод займає майже 14 секунд!

Увімкнення режиму Ultra не впливає на вимірювання нижче частоти 800 МГц, тому після включення режиму Ultra немає особливих причин відключати його, але при необхідності це можна зробити за допомогою тієї ж команди CONFIG/MORE/ENABLE ULTRA.

Головні недоліки вимірювань в ультра режимі:

• Збільшено час сканування
• Неможливо захопити сигнали дуже короткої тривалості
• Не вдається захопити сигнали сканування (наприклад, ГКЧ)
• Показує помилкові сигнали під час використання з дуже складними або широкими сигналами.
• Вищий рівень просочування сигналу гетеродина з ВЧ-роз'єму

Режим Ultra вимкнено за замовчуванням, але його можна увімкнути за допомогою команди CONFIG/MORE/ENABLE ULTRA, використовуючи код 4321 як код розблокування. Іноді оновлення FW може вимагати повторного увімкнення. Включаючи ультра-режим, ви підтверджуєте, що розумієте та погоджуєтесь з обмеженнями ультра-режиму.

Як не спалити свій TinySA Ultra

Для того щоб зрозуміти, який рівень буде безпечним для приладу, слід розібратися з dB-лами. Розрахувати dB легко.

• Кожне збільшення потужності сигналу в 10 разів підвищує рівень dB на +10 dB.
• Кожне зменшення потужності сигналу в 10 разів знижує рівень dB на -10 dB.

Вихідна потужність передавача:

• 100 Вт = +50 dBm
• 10 Вт = +40 dBm
• 1 Вт = +30 dBm

Для найкращого вимірювання гармонік на виході передавачів вхідний рівень ТinySA має знаходитися в діапазоні від -20 dBm до -10 dBm.

Підбір атенюатора для роботи з передавачами безпосередньо:

• Для 100 Вт: від 60 до 70 dB
• Для 10 Вт: від 50 до 60 dB
• Для 1 Вт: від 40 до 50 dB

Найправильнішим варіантом буде ЗАВЖДИ використовувати атенюатор 30 dB, підключений до TinySA. Плюс використовувати додаткові атенюатори для зменшення вихідного сигналу передавача до цільового вхідного рівня цього атенюатора на 30 dB, тобто +10 dBm.

Керування аналізатором з ПК

На відміну від NanoVNA, TinySA Ultra набагато дружелюбніший до користувача в плані інтерфейсу. Великий екран та інтуїтивне меню дозволяють не використовувати ПК у роботі. Але якщо вам необхідно отримати красиву картинку на екрані, то TinySA можна з'єднати з ПК за допомогою кабелю USB і запустити програму tinySA–APP.

Опис

Портативний аналізатор спектру tinySA Ultra оснащений 4,0-дюймовим резистивним сенсорним кольоровим дисплеєм, який відображає повний діапазон частот при 450 точках сканування, і має в комплекті акумуляторну батарею, що забезпечує до двох годин роботи в портативному режимі. Крім того, аналізатор має два різні режими: нормальний режим та ультрарежим. TinySA Ultra має безліч вбудованих опцій налаштування, таких як смуговий фільтр, що перемикається, і ступінчастий вхідний атенюатор. Важливо пам'ятати, що максимальний вхідний рівень tinySA становить +6 дБм. Якщо ви не впевнені у рівні вхідного сигналу, рекомендується використовувати атенюатор.

Коли tinySA Ultra не використовується як аналізатор спектру, його можна також використовувати як генератор сигналів синусоїдальної або прямокутної форми.

Аналізатор може повністю управлятися з ПК через USB-кабель. Він також оснащений автоматичною самодіагностикою та автокалібруванням, використовуючи вбудований генератор сигналів.

Технічні характеристики аналізатора tinySA Ultra

• Діапазон частот аналізатора:
  — від 100 кГц до 800 МГц (у звичайному режимі)
  — від 100 кГц до 6 ГГц (у режимі Ultra)
• Вхідний імпеданс: 50 Ом (при вхідному атенюаторі > 10 дБ)
• Точка стиснення на 1 дБ: -1 дБм (при внутрішньому атенюаторі 0 дБ)
• Фазовий шум: -90 дБ/Гц для зміщення на 100 кГц та -120 дБ/Гц для зміщення на 1 МГц
• Переключається ручний або автоматичний вхідний атенюатор від 0 дБ до 31 дБ з кроком 1 дБ (при вимкненому МШУ)
• Максимально допустимий рівень вхідного сигналу: +6 дБм при вхідному атенюаторі 0 дБ
• Максимально допустимий короткостроковий піковий рівень коротких вхідних сигналів: +20 дБм, при вхідному атенюаторі 30 дБ
• Рекомендований рівень вхідного сигналу при автоматичному режимі вхідного атенюатора: +0 дБм
• Для найкращих результатів вимірювань підтримуйте вхідний рівень сигналу < -25 дБм
• Максимальна вхідна напруга: ±5 В по постійному струму
• Динамічний діапазон: 70 дБ (відсутні паразитні гармоніки при RBW 30 кГц)
• Дозволяюча здатність вимірювання потужності: 0,5 дБ
• Рівномірність за частотою: ±2 дБ до 5,3 ГГц, ±5 дБ від 5,3 ГГц до 6 ГГц
• Абсолютна похибка вимірювання рівня потужності: ± 2 дБ (після калібрування)
• Точка перетину продуктів модуляції третього порядку (IIP3) на вході: +15 дБм, при внутрішньому атенюаторі 0 дБ
• Ширина смуги фільтрів роздільної здатності: 0.2, 1, 3, 10, 30, 100, 300, 600 та 850 кГц
• Швидкість сканування: більше 1000 пікселів/сек, при використанні фільтрів з найбільшою шириною смуги
• Відображувана роздільна здатність: 51, 101, 145, 290 або 450 точок вимірювання
• Автоматична оптимізація фактичних точок сканування для забезпечення покриття всього діапазону сканування незалежно від вибраного фільтра дозволу
• Функція придушення паразитних перешкод для диференціації між відмітками від внутрішньогенерованих гармонік та реальним вхідним сигналом
• Вбудований МШУ на 20 дБ і коефіцієнтом шуму 5 дБ
• Найменший помітний рівень сигналу без МШУ на частоті 30 МГц та смузі роздільної здатності 30 кГц: -102 дБм
• Найменший помітний рівень сигналу з МШУ на частоті 30 МГц і смузі роздільної здатності 200 Гц: -145 дБм

Характеристики генератора сигналів

• Частотний діапазон:
  — синусоїдальний вихід: 100 кГц — 800 МГц
  — вихідний сигнал прямокутної форми: до 4,4 ГГц, якщо не використовується як аналізатор спектру
• Гармоніки: < -40 дБн у діапазоні 100 кГц — 800 МГц
• Модуляція: АМ, УП-ФМ, ШП-ФМ
• Точність рівня: ±2 дБ до 800 МГц, для рівнів від -72 дБм до -18 дБм, зниження точності нижче -72 дБм.
• Роздільна здатність за частотою: 57,2 Гц

Інтерфейс користувача

• Екран: сенсорний, резистивний
• 16 біт на піксель RGB
• Управління джог-перемикачем
• Керування через порт USB
• Лінійне джерело живлення для уникнення імпульсних перешкод

Комплектація

У комплект поставки аналізатора tinySA Ultra входить:

• 1 антена SMA
• 1 x SMA перехідник гніздо-гніздо
• 2 x ALSR100 кабелю довжиною 30 см з роз'ємами SMA
• 1 x кабель USB-C
• 1 x 32ГБ MicroSD картка