Introdução ao analisador de resposta de frequência

O que é um Analisador de Resposta de Frequência?
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Um Analisador de Resposta de Frequência (FRA) é um instrumento de medição de alta precisão usado para analisar componentes, circuitos e sistemas (conhecidos como dispositivos em teste ou DUTs) no domínio da frequência. Um FRA normalmente gera um sinal senoidal e o injeta em um componente, circuito ou sistema em teste. Este sinal é medido no ponto de injeção usando um dos canais de entrada no FRA, geralmente o canal 1. O sinal de injeção percorre o dispositivo em teste e o mesmo sinal é medido simultaneamente pelo analisador de resposta em frequência em um segundo ponto de referência – normalmente a saída do sistema, usando o canal 2. O uso de ondas senoidais permite determinar o comportamento no domínio da frequência (a resposta em frequência) de um sistema.


Diagrama de Conexão do Analisador de Resposta de Frequência
Conexão do Analisador de Resposta de Frequência ao DUT
O diagrama à esquerda ilustra uma visão geral básica para conectar um FRA a um DUT, o gerador de sinal e o canal de referência (CH1) são conectados à entrada do DUT, o CH2 é conectado à saída do DUT.


Este método de conexão permite que o comportamento no domínio da frequência (também conhecido como resposta em frequência) do DUT seja determinado. A resposta do DUT em uma faixa de frequência específica pode ser determinada realizando uma “varredura”, isso envolve a passagem da frequência injetada em uma faixa de frequências pré-selecionadas pelo usuário.


Diagrama de blocos do Analisador de Resposta de Frequência
Uma vez que os sinais de teste atingem as entradas do analisador de resposta de frequência, eles são condicionados ao sinal com circuitos de alcance proprietários N4L e, em seguida, digitalizados por meio de um ADC de alta linearidade. Após a digitalização, os dados são passados ​​para o FPGA/DSP para análise discreta de Fourier. O DFT atua como um “filtro notch” para extrair apenas a frequência do sinal injetado, todas as outras frequências são rejeitadas. Por exemplo, se um sinal de 1kHz é injetado no circuito pelo gerador FRA, o analisador de resposta em frequência utiliza o processo DFT para extrair o componente de 1kHz apenas do sinal passado para o FPGA.


Sem o processo DFT, o sinal digitalizado pelo analisador de resposta em frequência também conteria ruído. O processo DFT oferece excelente seletividade e alcance dinâmico muito alto (120dB).


A saída da DFT de ambos CH1 e CH2 são comparadas, em relação à magnitude e mudança de fase. O ganho absoluto (CH2/CH1) é convertido em um valor dB e o ganho em dB e a mudança de fase em graus são exibidos.




Como posso usar um Frequency Analyzer para meu trabalho de desenvolvimento?
Um analisador de resposta de frequência deve ser considerado tão importante quanto um osciloscópio para qualquer engenheiro de hardware, é uma ferramenta de projeto primária que desempenharia um papel importante em qualquer bancada de teste de engenheiros de hardware. É importante lembrar que os N4L FRA's são instrumentos de precisão, apresentando entradas calibradas e oferecendo precisões de medição normalmente vistas apenas na metrologia.


Um FRA pode ser usado para caracterizar a resposta de ganho/fase de um circuito de filtro de entrada, determinar o comportamento do sinal AC de um transistor, determinar se um sistema de controle de servo motor é estável ou não, permitir que um engenheiro determine a função de transferência de um dispositivo ou subsistema. Essas são apenas algumas das milhares de aplicações às quais um analisador de resposta de frequência pode ser aplicado.


Exemplo de Aplicações
 
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Circuito de controle
Estabilidade
Análise
Transistor
Performance
Análise
Projeto de Filtro
Amplificador de áudio
Design
Optoacoplador
Avaliação
Cabo coaxial
Frequência
Resposta
Regulador LDO
Avaliação
Transformador de sinal
Performance
Avaliação
Conversa cruzada
ensaio
Filtro RFI/EMC
Design
Analisadores de resposta de frequência de ampla largura de banda combinados com medição multifuncional
Em um mundo onde engenheiros de diversas áreas de aplicação exigem velocidade, flexibilidade e precisão de medição cada vez maiores, a linha PSM é uma nova geração de analisadores de resposta de frequência versáteis que oferecem desempenho líder em todos os modos sem comprometer a precisão ou o custo adicional que é comumente associados a esses instrumentos flexíveis. A Newtons4th utiliza tecnologia moderna inovadora e design de circuito exclusivo em nossos instrumentos para obter uma precisão tão alta sem custos excessivos.


 




A gama de instrumentação PSM fornece não apenas medições convencionais de resposta de frequência, mas também pode ser combinada com uma Interface de Análise de Impedância para formar um analisador de impedância de alta precisão, no caso do PSM3750 esta solução é capaz de fornecer análise de impedância de até 50MHz


Recursos adicionais incluem uma função de osciloscópio (PSM3750 + SFRA45), bem como os modos Analisador de Energia, Analisador Harmônico e Voltímetro Vetorial.

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