Introducción al analizador de respuesta de frecuencia

¿Qué es un analizador de respuesta de frecuencia?
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Un analizador de respuesta de frecuencia (FRA) es un instrumento de medición de alta precisión que se utiliza para analizar componentes, circuitos y sistemas (conocidos como dispositivos bajo prueba o DUT) en el dominio de la frecuencia. Un FRA generalmente genera una señal sinusoidal y la inyecta en un componente, circuito o sistema bajo prueba. Esta señal se mide en el punto de inyección usando uno de los canales de entrada en el FRA, generalmente el canal 1. La señal de inyección viaja a través del dispositivo bajo prueba y el analizador de respuesta de frecuencia mide simultáneamente la misma señal en un segundo punto de referencia: normalmente la salida del sistema, utilizando el canal 2. El uso de ondas sinusoidales permite determinar el comportamiento en el dominio de la frecuencia (la respuesta en frecuencia) de un sistema.


Diagrama de conexión del analizador de respuesta de frecuencia
Conexión del analizador de respuesta de frecuencia al dispositivo bajo prueba
El diagrama de la izquierda ilustra una descripción general básica para conectar un FRA a un DUT, el generador de señal y el canal de referencia (CH1) están conectados a la entrada del DUT, CH2 está conectado a la salida del DUT.


Este método de conexión permite determinar el comportamiento en el dominio de la frecuencia (también conocido como respuesta en frecuencia) del dispositivo bajo prueba. La respuesta del DUT en un rango de frecuencia específico se puede determinar realizando un "barrido", lo que implica pasar la frecuencia inyectada a través de un rango de frecuencias preseleccionado por el usuario.


Diagrama de bloques del analizador de respuesta de frecuencia
Una vez que las señales de prueba llegan a las entradas del analizador de respuesta de frecuencia, se acondicionan con un circuito de rango patentado N4L y luego se digitalizan a través de un ADC de alta linealidad. Después de la digitalización, los datos se pasan al FPGA/DSP para un análisis de Fourier discreto. El DFT actúa como un "filtro de muesca" para extraer solo la frecuencia de la señal inyectada, todas las demás frecuencias son rechazadas. Por ejemplo, si el generador FRA inyecta una señal de 1 kHz en el circuito, el analizador de respuesta de frecuencia utiliza el proceso DFT para extraer el componente de 1 kHz solo de la señal que pasa a la FPGA.


Sin el proceso DFT, la señal digitalizada por el analizador de respuesta de frecuencia también contendría ruido. El proceso DFT proporciona una excelente selectividad y un rango dinámico muy alto (120dB).


Se compara la salida de la DFT de CH1 y CH2, con respecto a la magnitud y el cambio de fase. La ganancia absoluta (CH2/CH1) se convierte en un valor de dB y se muestran tanto la ganancia de dB como el cambio de fase en grados.




¿Cómo puedo usar un analizador de frecuencia para mi trabajo de desarrollo?
Un analizador de respuesta de frecuencia debe considerarse tan importante como un osciloscopio para cualquier ingeniero de hardware, es una herramienta de diseño principal que jugaría un papel importante en cualquier banco de pruebas de ingenieros de hardware. Es importante recordar que los N4L FRA son instrumentos de precisión que cuentan con entradas calibradas y ofrecen precisiones de medición que normalmente solo se ven en metrología.


Se puede usar un FRA para caracterizar la respuesta de ganancia/fase de un circuito de filtro de entrada, determinar el comportamiento de la señal de CA de un transistor, determinar si un sistema de control de servomotor es estable o no, permitir que un ingeniero determine la función de transferencia de un dispositivo o subsistema. Estas son solo algunas de las muchas miles de aplicaciones a las que se puede aplicar un analizador de respuesta de frecuencia.


Ejemplos de aplicaciones
 
bucle de control transistor filtrar audio opto engatusar Yo hago transformador diafonía emi
Bucle de control
Estabilidad
ECONOMÉTRICOS
Transistor
Rendimiento
ECONOMÉTRICOS
Diseño de filtro
Amplificador de audio
Diseño
optoacoplador
Evaluación
Cable coaxial
Frecuencia
Respuesta
Regulador LDO
Evaluación
Transformador de señal
Rendimiento
Evaluación
Charla cruzada
Pruebas
Filtro RFI/CEM
Diseño
Analizadores de respuesta de frecuencia de ancho de banda amplio combinados con medición multifunción
En un mundo donde los ingenieros de muchas áreas de aplicación diferentes requieren una velocidad, flexibilidad y precisión de medición cada vez mayores, la gama PSM es una nueva generación de analizadores de respuesta de frecuencia versátiles que ofrecen un rendimiento líder en todos los modos sin comprometer la precisión o el costo adicional que es comúnmente asociado con tales instrumentos flexibles. Newtons4th utiliza tecnología moderna innovadora y un diseño de circuito único en nuestros instrumentos para lograr una precisión tan alta sin un costo excesivo.


 




La gama de instrumentación PSM proporciona no solo mediciones de respuesta de frecuencia convencionales, sino que también se puede combinar con una interfaz de análisis de impedancia para formar un analizador de impedancia de alta precisión; en el caso del PSM3750, esta solución puede proporcionar un análisis de impedancia de hasta 50 MHz.


Las características adicionales incluyen una función de osciloscopio (PSM3750 + SFRA45), así como los modos de analizador de potencia, analizador de armónicos y voltímetro vectorial.

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