Filtre Vidéo; Sensibilité, Niveau D'entrée Maximum; Réponse En Fréquence - Hameg Instruments HM5510 Manual

La puissance du bruit thermique est exprimé par:
P (bruit) = K x T x B
n
où
Pn =Puissance de bruit en watt
K =Constante de Bolzman (1,38x10
T =Température absolue en °K
B =Bande passante du système en Hz
Le niveau de bruit est directement proportionnel à la bande
passante. Par conséquent, une réduction d'une décade de la
bande passante donne une diminution de 10 dB du niveau de
bruit et donc une sensibilité meilleure de 10 dB. Le bruit non
thermique n'est pas lié à la température. Il peut provenir de
défauts de linéarité des éléments actifs, de désadaptation
d'impédance, etc. Un facteur de bruit est généralement spéci-
fi é pour ce bruit non thermique qui ajouté au bruit thermique,
donne le bruit global de l'analyseur. Le bruit global, mesuré
sur l'écran cathodique, détermine la sensibilité maximale de
l'analyseur de spectre. Comme le niveau de bruit est fonction
de la bande passante, la comparaison de sensibilité entre
analyseurs doit être faite à bande passante égale. Un analy-
seur de spectre couvre une large gamme de fréquence, mais
est en réalité un appareil à bande étroite. Tous les signaux
qui apparaissent dans la gamme de fréquence de l'analyseur
sont convertis en une fréquence intermédiaire unique qui
doit traverser un fi ltre IF, le détecteur ne voit que le bruit à
ce niveau.
Filtre Vidéo
La mesure de signaux de faible niveau peut être diffi cile
lorsqu'ils ont une amplitude proche du bruit moyen de
l'analyseur. De façon à séparer le signal du bruit, un fi ltre
vidéo est inséré après le détecteur. Typiquement ce fi ltre a
une bande passante de quelques kHz et opère une moyenne
du bruit dans l'analyseur. Lorsqu'on fait la moyenne du bruit,
le signal devient visible. Si la bande passante IF est très
étroite par rapport au balayage, le fi ltre vidéo ne doit pas être
utilisé, car à cause de la propriété de limitation de la bande
passante de ce fi ltre, l'amplitude des signaux analysés sera
réduite. Il faut tenir compte du fait qu'une plage de fréquence
(excursion) trop grande lorsque le fi ltre vidéo est activé peut
donner lieu à des valeurs d'amplitude erronées (trop faibles).
Le message d'alerte „UNCAL" indique une combinaison de
réglages inappropriée.
Sensibilité –
niveau d'entrée maximum
Spécifi er la sensibilité d'un analyseur de spectre est un peu
arbitraire. On peut la défi nir comme le niveau du signal lorsque
la puissance du signal est égale à la puissance moyenne de
bruit. L'analyseur de spectre mesure toujours le signal plus
le bruit. Par conséquent, lorsque le signal d'entrée a la même
amplitude que le bruit interne, le signal apparaît 3dB au des-
sus du bruit. Lorsque la puissance du signal est ajoutée à la
puissance moyenne du bruit, le niveau de puissance à l'écran
est doublé (augmenté de 3 dB) parce que la puissance du signal
est égale à la puissance moyenne du bruit.
Le niveau d'entrée maximum de l'analyseur de spectre est le
niveau qui entraîne une détérioration du circuit d'entrée. Pour
le HM5510, ce niveau est de +10 dB à l'entrée du mélangeur et
de +20 dB à l'entrée de l'atténuateur. Avant d'atteindre le niveau
de détérioration, l'analyseur comprime le signal d'entrée. En
dessous de 1 dB, cette compression n'est pas sensible. Le
niveau de signal d'entrée maximale donnant une compression
inférieure à 1 dB est appelé niveau d'entrée linéaire.
C a r a c t é r i s t i q u e s d e l ' a n a l y s e u r d e s p e c t r e
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joules/°K)
Au dessus d'un compression de 1 dB, l'analyseur est considéré
comme fonctionnant en régime non linéaire car l'amplitude
du signal affi ché n'est pas représentative du niveau du signal
d'entrée.
Chaque fois qu'un signal est appliqué à l'entrée de l'analyseur,
des distorsions sont produites dans l'analyseur lui-même.
La plupart du temps, ces distorsions proviennent du com-
portement non linéaire du mélangeur d'entrée. Dans le cas
du HM5510, ces distorsions sont typiquement à >75 dB en
dessous du niveau du signal d'entrée n'excédant pas ≤30 dBm
à l'entrée du premier mélangeur. Pour pouvoir accepter des
niveaux d'entrée plus élevés, un atténuateur est placé dans
le circuit d'entrée juste avant le premier mélangeur. Le signal
d'entrée maximum que l'on peut appliquer pour chaque positi-
on d'atténuateur, tout en maintenant les distorsions internes en
dessous d'un certain niveau, est appelé niveau d'entrée opti-
mum de l'analyseur. Le signal est atténué avant le premier mé-
langeur parce que le niveau du signal appliqué au mélangeur
ne doit pas dépasser –30 dBm, sinon, les produits de distorsion
de l'analyseur dépasseront 75 dB. Cette gamme de 75 dB sans
distorsion est appelée gamme dynamique utile de l'analyseur.
La dynamique d'affi chage est le rapport du niveau du signal le
plus élevé sur le niveau le plus faible affi chable simultanément
sans distorsion. La dynamique est donc soumise à plusieurs
conditions. La dynamique d'affi chage doit être suffi sante, on
ne doit pas observer de réponse parasite ou non identifi ée et
la sensibilité doit être suffi sante pour permettre d'éliminer
le bruit. La dynamique maximale d'un analyseur de spectre
doit se déduire des spécifi cations. Il faut d'abord vérifi er la
spécifi cation de distorsion. La bande passante en fonction
de la sensibilité ne doit pas être trop étroite sinon elle sera
inutile. Enfi n, la dynamique d'affi chage doit être suffi sante. Il
faut noter que la gamme de mesure sans parasite peut être
étendue en réduisant le niveau à l'entrée du mélangeur. La
seule limite est alors la sensibilité.
Réponse en fréquence
La réponse en fréquence d'un analyseur est la linéarité
d'amplitude sur toute la gamme de fréquence. Si un ana-
lyseur doit affi cher des amplitudes identiques pour des si-
gnaux d'entrée d'amplitudes constantes mais de fréquences
différentes, l'affaiblissement de conversion du mélangeur
d'entrée ne doit pas dépendre de la fréquence. Si la tension
de l'oscillateur local est trop élevée par rapport à la tensi-
on d'entrée, l'affaiblissement de conversion du mélangeur
d'entrée est lié à la fréquence et la réponse en fréquence du
système est non linéaire.
Pour que les mesures d'amplitude soient précises, il faut que
la réponse en fréquence de l'analyseur soit aussi plate que
possible sur toute la gamme de fréquence.
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Sous réserve de modifi cation