Ich bin neu hier im Forum und auch ein Neuling, was den Umgang mit Spectrum Analyzern angeht. Ich habe Zugang zu einem Rigol DSA815, allerdings ohne TG. Ich habe einige Amplitudenmessungen an Oszillatoren durchgeführt. Eine elementäre Frage, die mich diesbezüglich seit geraumer Zeit beschäftig ist: Die Amplitudenwerte (Volt) müssen halbiert werden, wenn ich z.B. einen Funktionsgenerator an den SA anschliesse, oder? Ich gehe davon aus, dass wie beim Fall des Oszilloskops durch die 50 Ohm von der Quelle (Geni) und den 50 Ohm Impedanz des SA ein Spannungsteiler entsteht, oder? Leider habe ich im Netzt nirgends etwas dazu gefunden. Grüsse wildatheart
Du schließt ja später vermutlich auch eine Last mit 50 Ohm Impedanz an den Generator an? Insofern dürfte Deine Messung richtig sein. Die Spannungswerte müssten halbiert werden, aber bezogen auf die Leerlaufspannung des Generators.
Hallo Kringelgast, danke für deine schnelle Antwort! Ich hatte den FG eigentlich nur zu Testzwecken an den SA angeschlossen, d.h. vom Output des FG direkt an den Input des SA und sonst nichts am FG. Ich habe ein 5 MHz-Sinus mit 0.5V p-p (-2.041dBm) geschickt. Mit diesem Setting muss auch halbiert werden, oder? Sprich am SA sollte ich die Hälfte, also ca. -8.062dBm messen, oder? Grüsse Laurin
Ich nehme an, Du hast den Pegel 0,5 V p-p Deines FG mit dem Oszi gemessen mit Ra=50 Ohm (Oszi ist ja an sich hochohmig). Dann kommen in der Tat 0,625 mW (Effektivwert!) = -2,041 dBm heraus. Kannst Du ja mal per Hand nachrechnen. Diesen Wert würde ich auch erwarten, wenn Du mit dem SA misst (der ja einen 50 Ohm-Abschluss herstellt). Nochmals Halbieren ist nicht richtig. Kann sein, daß Du mit dem Oszi tatsächlich die (beinahe) Leerlaufspannung des FG gemessen hast, falls Du ihn nicht mit 50 Ohm abgeschlossen hast. Ein Oszi-Eingang ist hochohmig, im Bereich Megaohm.
Ich habe leider kein Oszi zur Verfügung. Den FG habe ich dummerweise nicht abgeschlossen. Das wir uns richtig verstehen: Du meinst den Out des FG mit einem 50 Ohm auf GND legen, oder?
Hm, mir ist noch nicht ganz klar, was Du eigentlich versuchst heraus zu bekommen. In Deinem Eingangspost schriebst Du, daß ein Spannungsteiler entsteht (aus 50 Quellimpedanz des FG und 50 Ohm Abschluss des SA). Soweit korrekt. Wobei ich mir nicht klar ist, woher Du weisst, dass Dein FG einen Innenwiderstand von 50 Ohm hat. Steht das drauf, oder in dessen Unterlagen? Den von mir oben genannten Abschlusswiderstand Ra=50 Ohm musst Du nur dann anschliessen, wenn Dein Messgerät hochohmig ist (Oszi, hast Du aber nicht...) und ein solch hochohmig ermitteltes Meßergebnis mit dem des SA vergleichen willst. Du hast aber den FG direkt mit dem SA (also 50 Ohm) abgeschlossen, daher ist ein weiterer externer Ra 50 Ohm nicht nötig. Und der SA zeigt Dir nun den Pegel an, der an seinem internen Ra=50 Ohm anliegt. Dieser Pegel ist "richtig". Da gibt es mMn nichts weiter zu halbieren.
Spektrumanalyzer-Eingänge sind sehr leicht kaputtzukriegen, wenn man Gleichspannungen einspeist. Da ist entweder noch ein 50 Ohm Eingangsabschwächer davor oder es geht direkt auf die Mischerdioden. Beides wird eine ziemlich teure Reparatur.
Das verwechselst du jetzt mit breitbandigen Oszilloskopen. Die halten wirklich nur ein paar Volt DC aus. Spektrumanalysatoren haben fast immer einen Kondensator oder besser gleich ein Bias-Tee am Eingang, deren Spannungsfestigkeit recht gut ist.
Ich wollte mit meinen Aufbau lediglich schauen, ob mein SA eine einigermassen genau Amplitude darstellt. Ich will sicher gehen, dass der SA noch gut kalibriert ist und nicht eventuell von einem zu hohen Signal über eine Antenne Schaden genommen hat. Vom FG weiss ich nur, dass er eine 50 Ohm Impedanz hat. Wenn ich dich jetzt richtig verstehe, müsste ich mit dem genannten Aufbau auf dem Spectrum Analyzer die Hälfte der am FG eingestellten Amplitude ablesen können, korrekt? @Christoph: ich verwende einen DC-Block um Schäden von Gleichspannungen zu vermeiden. danke euch beiden!
Die SA-Anzeige entspricht dem Ausgangspegel des Generators mit einem 50 Ohm Widerstand gegen Masse, denn der SA hat 50 Ohm Eingangswiderstand. Man mißt die LEISTUNG in dBm und kann sich daraus die Spannung an 50 Ohm zurückrechnen. Mißt man den gleichen Generatorpegel mit einem Oszi, der einen Eingangswiderstand von 50 Ohm hat, dann entspricht diese SPANNUNG der zurückgerechneten SA-"Spannung". Entfernt man beim Oszi den 50 Ohm Widerstand gegen Masse, der Oszi ist dann hochohmig, dann steigt die Spannung auf den doppelten Wert. Voraussetzung: der Gen. hat 50 Ohm Innenwiderstand. Kommerzielle Generatoren haben den angeschriebenen Ausgangspegel immer an einem 50 Ohm Eingangswiderstand eines nachfolgenden Messgerätes definiert.
John Drake schrieb: > Das verwechselst du jetzt mit breitbandigen Oszilloskopen. Die halten > wirklich nur ein paar Volt DC aus. > Spektrumanalysatoren haben fast immer einen Kondensator oder besser > gleich ein Bias-Tee am Eingang, deren Spannungsfestigkeit recht gut ist. Kommt auf die Konstruktion an. Wenn der SA unter 100kHz messen kann, ist meist kein Kondensator eingebaut. Dann gibt es den Hinweis 0V DC. Die Spannungsfestigkeit der Kondensatoren ist meist bei 25 bis 50 Volt. Ich kenne zerstörte Mischer auch wenn die DC Spannung bei 0dB Abschwächung angelegt wurde. Aber auch durch ESD kannst den Mischer zerstören. zum schnellen testen ob der SA noch ok ist: Nimm einen HF Generator mit 50 Ohm Quellimpedanz. Lass ihn das Frequenzband vom SA sweepen. Macht nichts wenn er mehr als 100 Sekunden dafür braucht. Am SA stellt max hold ein und wartest bis der Sweep fertig ist. Dann siehst Du den Frequenzgang, vorrausgesetzt, Du hast hochwertige, kurze Kabel verwenndet.
Laurin Eicher schrieb: > Die Amplitudenwerte (Volt) müssen halbiert werden, wenn ich z.B. einen > Funktionsgenerator an den SA anschliesse, oder? Ich gehe davon aus, dass > wie beim Fall des Oszilloskops durch die 50 Ohm von der Quelle (Geni) > und den 50 Ohm Impedanz des SA ein Spannungsteiler entsteht, oder? Welchen Funktionsgenerator? Wie schon oben geschrieben, hat ein Funktionsgenerator, welche höher als ca. 100KHz geht, und kein Selbstbau ist, in der Regel einen Innenwiderstand von 50 Ohm. Defaultmäßig wird die Ausgangspannung des Funktionsgenerator bei 50 Ohm Last angegeben. Jedoch gibt es Generatoren, wo man das aber auch ändern kann, das er die Ausgangsspannung im Leerlauf angibt. ( Agilent 22XXX z.B. ). Da der SA 50 Ohm Eingangswiderstand hat, wird er in diesem Falle richtig anzeigen. Christoph Kessler (db1uq) schrieb: > Spektrumanalyzer-Eingänge sind sehr leicht kaputtzukriegen, wenn man > Gleichspannungen einspeist. Da ist entweder noch ein 50 Ohm > Eingangsabschwächer davor oder es geht direkt auf die Mischerdioden. > Beides wird eine ziemlich teure Reparatur. Das kann ich nur unterstreichen. Mischerdioden in einen SA haben eine maximale Sperrspannung von 3-4V. Wenn man das Signal des Lokaloszillators welche in der Regel schon 1Veff also 2,82VSS von der maximale Sperrspannung der Mischerdiode geometrisch abzieht, dann bleibt nicht mehr viel Luft, bis die Dioden zerstört sind. Darum sollte man bei einer Messung eines unbekannten Signales immer vollen Span und minimale Empfindlichkeit des SA einstellen ( Eingangsabschwächer also voll drin ), um erst mal zu sehen, was für Signale so anliegen. Vollen Span deswegen, weil Signale welche außerhalb des Spanbereiches anliegen, obwohl viel höher nicht erkannt werden. Erst wenn man weis, was für Signale anliegen, kann man auf das interessierende Signal gehen und den Span verkleinern, sowie gegebenfalls die Empfindlichkeit erhöhen ( aber ohne die nun außerhalb des Spanbereiches liegende Signale aus den Augen zu verlieren, denn die liegen nach wie vor am Mischer an ). Spektrumanalyzer, welche bei 50Hz anfangen , haben garantiert kein Trennkondensator im Eingang, die Geräte ab 9KHz sollte man sich erkundigen ( Datenblatt des SA ) und Geräte die ab 100KHz gehen, haben mit Sicherheit einen DC-Blocker drin. Ralph Berres
Beitrag #6913961 wurde von einem Moderator gelöscht.
Ralph B. schrieb: > Welchen Funktionsgenerator? > > Wie schon oben geschrieben, hat ein Funktionsgenerator, welche höher als > ca. 100KHz geht, und kein Selbstbau ist, in der Regel einen > Innenwiderstand von 50 Ohm. > > Defaultmäßig wird die Ausgangspannung des Funktionsgenerator bei 50 Ohm > Last angegeben. Jedoch gibt es Generatoren, wo man das aber auch ändern > kann, das er die Ausgangsspannung im Leerlauf angibt. ( Agilent 22XXX > z.B. ). Das ist ein zentraler Punkt. Erfahrungsgemäss zeigen die üblichen DDS / ARB Signalgeneratoren der Grössenordnung bis 100 MHz den Ausgangspegel standardmässig als Spannung (Vpp oder so) und HiZ / bzw. Leerlauf an. Bei Wahl dieser Einheit macht es grundsätzlich schon Sinn, die Leerlaufspannung anzugeben da in dem Frequenzbereich häufig mit hochohmigen Lasten und Oszi-Probes gearbeitet wird und die meisten User indiesem Segment erwarten auch, dass wenn man die Oszi-Probe in den BNC Stecker des SG steckt die vom Signalgenerator angegebene Spannung am Scope angezeigt wird. Dies vermeidet deshalb auch allfällige Überspannungs-Unfälle bei heiklen Schaltungen. Da aber auch die billigsten Signalgeneratoren eigentlich immer mit BNC Buchse ausgestattet sind und folglich 50 Ohm Kabel fürs Anschliessen verwendet werden, haben die Signalgeneratoren trotzdem eine fixe 50 Ohm Ausgangsimpedanz. Nur so ist es möglich, steilere Flanken o.Ä über längere Kabelstrecken halbwegs verzerrungsfrei zu übertragen. Wenn man den Signalgenerator in einer 50 Ohm Umgebung einsetzt, sollte man auf die HF-Betrachtungsweise umstellen und die Pegel als Leistungen betrachten. Eigentlich müsste man konsequenterweise den Pegel dann ausschliesslich in dBm angeben, was die "Spannugsteiler-Problematik" vermeiden würde. Als Kompromisslösung bieten aber fast alle Signalgeneratoren die Möglichkeit an, zwischen einer Pegel-Angabe relativ zu HiZ oder 50 Ohm Last anzugeben. Dabei handelt es sich um eine rein softwaremässige Skalierung der Anzeige. Die angegebene Spannung wird aber dann und nur dann stimmen, wenn die Last auch genau 50 Ohm beträgt. im Leerlauf ist sie z.B genau doppelt so hoch wie auf dem Display des Signalgenerators angegeben.
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GHz N. schrieb: > Eigentlich müsste man konsequenterweise den Pegel dann > ausschliesslich in dBm angeben, was die "Spannugsteiler-Problematik" > vermeiden würde. Auch dBm bezieht sich auf Leistungsanpassung, d.h. man muss auf richtigen Leitungsabschluss achten. Aber nach über sieben Jahren hat Laurin das entweder verstanden oder sich anderen Problemen zugewandt.
GHz N. schrieb: > Wenn man > den Signalgenerator in einer 50 Ohm Umgebung einsetzt, sollte man auf > die HF-Betrachtungsweise umstellen und die Pegel als Leistungen > betrachten. Das ist doch keine Frage ob HF-Brille oder nicht. Was misst denn der SA bzw. was zeigt er denn an, wenn man den Pegel misst? Nämlich die Leistung in Watt bzw. dbm. Und ja, man kann ihn umstellen auf Spannungsanzeige, dann steht da aber Volt@50Ohm. D.h. da wird die Leistung des Signals gemessen. Und wenn eine Leistung nicht in Watt angegeben wird, sondern in "Volt", muss halt eine zweite Größe mit dazu angegeben werden, z.B. der Strom oder der Widerstand an dem die Spannung anliegt. Und hier kommt die Diskrepanz zum Funktionsgenerator. Da wird einfach eine Spannung eingestellt. Bei einem Netzteil ist es simpel, das hat einen Ausgangswiderstand von ca. 0 Ohm und liefert ganz unterschiedliche Leistungen, von nahezu keiner bis vielen Watts. Auch bei einem Multimeter ist es einfach. Misst man damit Spannungen, hat er einen Eingangswiderstand von 10 Megaohm oder mehr. Bei einem Funktionsgenerator ist aber typischerweise ein Ausgangswiderstand von 50 Ohm vorhanden. Und die Angabe "Spannung" bezieht sich dort (oft) ausdrücklich auf die Leerlaufspannung. Und hier fängt eben die Verwirrung an. Da kommt auch die falsche Rechnung im uralten Eingangspost her. Dabei ist es doch so simple. Es geht um Leistungen. Wird die in Watt (oder dbm etc.) angegeben, ist man fertig. Will man bei der Leistung unbedingt Volt mit dabei haben, muss man den zweiten Teil auch mitangeben (oder definieren). Also Strom oder Widerstand. Wer damit durcheinander kommt, muss halt einen Funktionsgenerator kaufen, wo er eingeben kann, welche Last, z.B. 50 Ohm oder 10 Megaohm, dranhängt. Dann denkt der Funktionsgenerator für einen und alle Zahlenwerte stimmen ohne dass man denken muss... Es ist die tägliche Vereinfachung und die Übertragung falscher Annahmen, die Schwierigkeiten und Verwirrung stiften.
my2ct schrieb: > Auch dBm bezieht sich auf Leistungsanpassung, d.h. man muss auf > richtigen Leitungsabschluss achten. HF-Brille: Jein... Grundsätzlich definieren die dBm bei einem HF-Signalgenerator die abgegebene Vorwärts-Leistung. Auch wenn aufgrund eines unpassenden Abschlusses ein Teil davon wieder in den Generator reflektiert wird, wird die Leistung halt woanders in Wärme umgewandelt, aber es bleibt unabhängig vom Abschluss immer dieselbe Vorwärtsleistung, welche klassisch mittels Richtkoppler ermittelt / geregelt wird. > Aber nach über sieben Jahren hat Laurin das entweder verstanden oder > sich anderen Problemen zugewandt. Ach, da bin ich wohl auf eine Thread-Leichenschändung reingefallen.
GHz N. schrieb: > welche klassisch mittels Richtkoppler ermittelt / geregelt wird. das mit der Ermittelung mittels Richtkoppler trifft aber eher bei den Mikrowellengeneratoren ab 1GHz zu. Die Generatoren, welche ab wenigen Kilohertz loslegen wird ein Teil des Ausgangsignales mit einer Diode gemessen. Erst hinter diesem Messpunkt sorgt ein in Reihe zum nachfolgenden Stufenabschwächer geschalteter 50 Ohm Widerstand, das die Quellenimpedanz 50 Ohm beträgt. An dem Diodenmesspunkt ist wegen der Pegelregelung der Ausgangswiderstand nahe Null Ohm. Richtkoppler welche von 10KHz bis in den Gigahertzbereich gehen lassen sich nicht realisieren. Ralph Berres
Ralph B. schrieb: > das mit der Ermittelung mittels Richtkoppler trifft aber eher bei den > Mikrowellengeneratoren ab 1GHz zu. Ja, mit "klassisch" meine ich auch die Mikrowellen-Generatoren, bei denen dBm die Standard-Einheit für den Ausgangspegel darstellt. Bemerkung was die Richtkoppler betrifft... Mit resistiven Brücken-Koppler sind immerhin Bandbereiten von 5 Dekaden möglich (https://www.markimicrowave.com/Assets/datasheets/CBR17-0026.pdf) aber ich gebe zu, dass das so ein Ding wohl nicht in jedem Signalgenerator eingebaut ist :)
GHz N. schrieb: > Ach, da bin ich wohl auf eine Thread-Leichenschändung reingefallen. Nein, du bist nicht drauf reingefallen sondern du hast Thread-Leichenschändung selbst betrieben.
Ralph B. schrieb: > das mit der Ermittelung mittels Richtkoppler trifft aber eher bei den > Mikrowellengeneratoren ab 1GHz zu. Für den NF-Bereich ist ein Richtkoppler wohl seit annähernd 100 Jahren in jedes Telefon eingebaut. Allerdings dient er dort nicht der Leistungsmessung sondern zur Angleichung der Hörerlautstärke für das gesendete und das empfangene Signal. Dieser transformatorische Richtkoppler nennt sich dort Gabelschaltung, im Englischen Hybrid. https://de.wikipedia.org/wiki/Gabelschaltung
Hp M. schrieb: > Für den NF-Bereich ist ein Richtkoppler wohl seit annähernd 100 Jahren > in jedes Telefon eingebaut. ja ist mir schon bekannt. Aber einen Frequenzbereich von 10KHz bis z.B. nur 1GHz mit einen Richtkoppler abzudecken nenne ich sportlich. Bei dem von mir genannten Frequenzbereich habe ich das auch noch bei keinen Signalgenerator gesehen. Ralph Berres
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