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スペクトラムアナライザについての質問です 高周波用と低周波用にわかれている...

tob********さん

2015/2/2223:07:30

スペクトラムアナライザについての質問です

高周波用と低周波用にわかれていると思うんですが、共通の測定原理があれば教えてくださいませんか。

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koy********さん

2015/2/2319:09:15

現在市販されているスペクトラム・アナライザは、ほぼ全てデジタル信号処理によるFFT(高速フーリエ変換)方式を採用しています.

低周波用はFFTアナライザと呼ばれていますが、こちらは入力信号を直接A/D変換してFFT解析します.
入力が1chのものはスペクトラム解析が主ですが、2ch以上のものは複数信号の相関をとることができるので、信号間の「関係の強さ」を見ることができますから、雑音や振動の原因追究などに威力があります.

高周波用は、入力信号を周波数変換器で低い周波数に変換してからFFT解析します.
昔はlogアンプなどを使ってアナログ的に信号を解析していたのですが、処理速度(スィープ速度)や信号レベル測定の精度などの点で、デジタル処理の方が圧倒的に有利です.
また、A/Dコンバータの変換速度が十分に速ければ、広い帯域の信号を一度に取り込んで解析することができるので、信号の取りこぼしがありません.

最近のスペクトラム・アナライザは、携帯電話やWifiなどのデジタル通信信号を復調して信号解析できるものが多くなっていますが、こういったデジタル信号解析機能があるスペクトラム・アナライザをメーカーではシグナル・アナライザと呼んでいるようです.
当然、シグナル・アナライザには、基本的なスペクトラム測定機能をふくんでいます.

現在のところ、スペクトラム・アナライザ単体で測定できるのは60GHz帯くらいまでで、それ以上の周波数では外部にミキサを取り付けて測定することになります.
市販のミキサではTHz(テラヘルツ=1000GHz)帯まで測定できるものがあります.

デジタル・オシロスコープにはFFT解析機能が付いているものがあって、スペクトラム表示ができますが、測定できるダイナミック・レンジ(ノイズ・レベルから最大入力までの範囲)があまり広くありませんでした.
最近、デジタル・オシロスコープとスペクトラム・アナライザが一体化した機種が発売されて、測定範囲が拡大しました.

質問した人からのコメント

2015/2/23 20:48:18

降参 わかりやすい説明ありがとうございます。
おかげで疑問が解消できました!!!

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nura-rihyonさん

2015/2/2315:40:59

100kHz程度以下のだと、時間波形を観測してFFTかけるのが多いだろうし、
無線周波数のになると、周波数可変の局部発信機出力と混合して、フィルタを通して振幅を測る(で、局部発信機の周波数を掃引して周波数分布を調べる)タイプが多いかなと

dai********さん

2015/2/2309:45:08

基本は数学のSIN,COS関数の演算で行われる周波数変換や位相検出などで時間に対して測定する周波数を変化させて被測定信号の周波数成分の振幅や位相を表示させるものです。
数学の三角関数の演算の知識(いろいろな公式がありましたが電子回路でその演算を実際にしているのです)が基礎です。

低周波数では周期が長いのでそれらの周波数変化速度も遅く測定に長時間を要し、高周波数では変化速度も速く、時間も短く設定されます。

cho********さん

2015/2/2223:57:59

>高周波用と低周波用にわかれていると思うんですが・・・

どれくらいの周波数を想定しているのですか?

もし、オーディオ用と高周波用の比較なら、全く別の原理ですけど・・・?

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