Absolute und relative Amplitudengenauigkeit bei Spektrumanalysatoren

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Absolute Amplitudengenauigkeit nicht exakt definiert

Die Messtechnikbranche ist sich über eine exakte Definition der absoluten Amplitudenauigkeit von Spektrumanalysatoren nicht einig. Die einfachste Definition besagt, dass die Genauigkeit des HF-Kalibrators die Absolute Amplitudengenauigkeit sei.

Eine weitergehende Definition könnte die Genauigkeit einer Messung an einem Pegel bei einer bestimmten Frequenz einschließen. Die am weitesten gehende Definition umfasst dazu einen Pegelbereich, einen Frequenzbereich und mehrere Messeinstellungen. Weil sie hinreichend unterschiedlich voneinander sind ist es sinnvoll, die absolute Amplitudengenauigkeit über zwei Größen zu beschreiben: Genauigkeit bei der Kalibrator-Frequenz (Referenz) und Abweichung des HF-Frequenzgangs relativ zu dieser Frequenz.

Bei den besten Analysatoren mit volldigitaler Zwischenfrequenzstufe sind in der Praxis die Fehler klein und zufällig. Daher lassen sie sich nicht in der ungünstigsten Weise addieren, sondern der Gesamtfehler bleibt darunter. Die Messungenauigkeit ist der berechnete Messfehler des externen Messaufbaus wie Leistungsmessgeräte, Leistungssensoren, Brücken oder VSWR-Effekte. Der allgemeinen Praxis und dem ISO-Standard folgend, wird für diese Berechnung ein Konfidenzintervall von 95% zugrunde gelegt.

Frequenzgang des Analysators einstellen

Der Frequenzgang eines Spektrumanalysators kann eingestellt werden. Einen in einem Verhältnis zu 50 MHz flachen HF-Frequenzgang wird erreicht, indem zunächst an mehreren Frequenzen Vergleichsmessungen mit einem kalibierten Leistungssensor durchführt und den Spektrumanalysator auf die gleiche Anzeige abgleicht. Zwischenwerte werden linear interpoliert.

Danach wird das Ergebnis verifiziert: Die Messwerte werden ein zweites Mal verglichen. In diesem Fall die bereits amplitudenkorrigierten Werte des Analysators. Der Spektrumanalysator wird dieses Mal aber mit einem anderen Leistungssensor und einem anderen Leistungsmessgerät an einer anderen Teststation verglichen. Die Messfrequenzen des zweiten Durchgangs sollten dabei jeweils zwischen den zur Justierung verwendeten Frequenzen liegen.

Die Ergebnisse der Verifikation vergleicht man mit der Testgrenze. Wie bei AbsAmp@50 wird die Sicherheitsreserve für die Änderung der Umweltbedingungen und der Messfehler des Vergleichssystems addiert. Die absolute Amplitudengenauigkeit ist im schlechtesten Fall die Summe von AbsAmp@50 und der Abweichung des Frequenzgangs im Vergleich zum Wert bei 50 MHz.

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