Progettazione e collaudo di circuiti elettronici
Quando si passa dalla simulazione di un circuito allo sviluppo pratico e al test di un progetto elettronico, di solito viene utilizzato un oscilloscopio per studiare il funzionamento di un circuito. Tuttavia, quando l’ampiezza relativa e l’angolo di fase tra due tensioni o la tensione e la corrente in punti diversi di un circuito CA devono essere quantificati in modo affidabile, ad esempio in un progetto di filtro, amplificatore o attenuatore, un analizzatore di risposta in frequenza (FRA) è il dispositivo di misurazione ideale.
L’uso degli analizzatori di risposta in frequenza è stato storicamente limitato agli ambienti specialistici poiché sono stati e sono generalmente ancora considerati proibitivi e al di là del budget della maggior parte dei banchi di prova; Ma non è più così.
Per il prezzo di un tipico oscilloscopio, gli analizzatori di risposta in frequenza N4L forniscono misure di guadagno e fase fisse o swippate ad ampia larghezza di banda in presenza di rumore che nessun oscilloscopio può eguagliare, rappresentando un’aggiunta inestimabile a quasi tutti i banchi di prova elettronici.
Progettazione filtri
I filtri sono dispositivi selettivi in frequenza e, dato l’obiettivo di progettazione di un’attenuazione significativa al di fuori di una banda passante desiderata, la differenza nel livello del segnale tra l’ingresso e l’uscita di un filtro può essere grande.
Ciò rappresenta una sfida per gli strumenti di misura convenzionali che difficilmente raggiungono una buona precisione o stabilità quando il livello del segnale è molto basso o quando il rumore diventa una parte importante del valore misurato.
In questo caso, le specifiche e i test significativi di un filtro diventano limitati dal rumore di fondo o dalla capacità di reiezione del segnale al rumore di un dispositivo di misurazione.
Gli analizzatori di risposta in frequenza hanno il vantaggio particolare di un ampio sistema di spaziatura del segnale, di un’eccezionale selettività in frequenza, di rifiuto delle frequenze che non sono di interesse e di un accoppiamento più sofisticato per ottimizzare la risoluzione sul segnale di interesse.
Risposta e acustica dell'amplificatore
Gli amplificatori utilizzati in applicazioni elettroniche ed elettromeccaniche spesso funzionano su una gamma di frequenze che non è ideale per la maggior parte dei dispositivi di misurazione con rilevamento CA che in genere funzionano da 10-20 Hz in su. Con una capacità di misurare componenti di frequenza ben al di sotto di 1 Hz, gli analizzatori di risposta in frequenza possono essere utilizzati nella progettazione e nel test di sistemi elettromeccanici che operano a frequenza molto bassa.
I dispositivi di amplificazione audio, i microfoni e gli altoparlanti si concentrano principalmente su una gamma di frequenza da 20 Hz a 20 kHz, poiché questa è la gamma in cui l’udito umano rileva il suono. Questa gamma di frequenze è all’interno di quella di molti strumenti di misura, ma due fattori particolari rendono la progettazione e il test dell’amplificatore audio più impegnativi. In primo luogo, il fatto che l’udito umano ha una gamma dinamica eccezionalmente ampia di 120-130 dB e, in secondo luogo, Il suono percepito è influenzato non solo dalla frequenza, ma anche dalla fase relativa delle componenti di frequenza. L’elevata gamma dinamica, la selettività della frequenza e la precisione della misurazione della fase sono ideali per gli analizzatori di risposta in frequenza.
Rapporto di reiezione
Per quantificare la capacità di un alimentatore CC o di qualsiasi sistema CC di rifiutare un segnale di ingresso CA di modo comune indesiderato, un sistema di misura ideale applicherà sia un livello CC differenziale desiderato che un segnale CA di modo comune. Misurando contemporaneamente il segnale c.a. di modo comune sia all’ingresso che all’uscita di un dispositivo, il suo rapporto di reiezione può essere misurato direttamente.
L’ampia gamma dinamica e la selettività in frequenza di un analizzatore di risposta in frequenza lo rendono ideale per questa applicazione.
