Annexe 4 : Utilisation de l’analyseur de spectre TTI PSA 6005
L’analyseur TTI PSA 6005
L’analyseur TTI PSA 6005 permet d’effectuer une analyse de 10 MHz à 6 GHz. la puissance maximale à appliquer en entrée est 25 dBm (sous peine de détérioration ; son prix est de 2400 euros). Le manuel complet est disponible en salle de TP et sur la pageMoodle.
Au bas de l’écran, on trouve des "soft keys". La première ligne définit les 5 menus : Freq/Span, Sweep/BW, Level/Limits, Traces/Markers, Setup/Functions. Les 3 premiers permettent d’ef- fectuer les réglages principaux ; le quatrième permet d’accéder à des traces sauvegardées et d’utiliser des curseurs pour effectuer des mesures ; le dernier permet d’effectuer des mesures radio, et d’ac- céder à certains réglages de l’appareil (retour en configuration usine, date et heure, mise à jour firmware, etc)
Retour en état sortie d’usine
Ceci se fait en appuyant sur le bouton Presets, ou depuis le menu Setup/Functions, sous- menu Setups, puis Presets.
Ensuite, choisir Standard Preset, etExecute.
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Réglages principaux
Pour observer le spectre d’un signal, il faut effectuer les trois réglages principaux suivants :
— la bande de fréquence analysée, depuis le menu Freq / Span; on peut régler la fréquence centrale et le Span (largeur analysée), ou les fréquences de Start et de Stop. Les fréquences sont entrées en MHz ;
— l’échelle verticale (menu Level/Limits) ; on doit régler la sensibilité (dans le sous-menu Scale/Shift, de 1 dB / division à 10 dB / division) et le niveau de référence ou reference level (sous-menu Ref level), qui représente la puissance tout en haut de l’écran (de -40 dBm à +20 dBm) ;
— dans le menu Sweep/BW, la bande passante des deux filtres (RBW/VBW) et la vitesse de balayage (sweep time). La plupart du temps, on peut opter pour un réglage automatique de RBW (RBW AUTO). On peut aussi choisir RBW Setet sélectionner une valeur parmi les 10 qui sont proposées : 10 MHz, 3 MHz, 1 MHz, 300 kHz, 100 kHz, 30 kHz, 10 kHz, 3 kHz, 1 kHz, 300 Hz.
Les mêmes valeurs sont possibles pour le VBW, en choisissant VBW Set; mais la plupart du temps, on pourra se contenter de sélectionnerVBW Track. Dans ce cas, VBW suit RBW, éventuellement avec un décalage de 1 à 3 valeurs – décalage que l’on peut régler avec le paramètre Track Offset. Par exemple, si RBW=1 kHz, qu’on sélectionne VBW Track et que Track Offset=-1, alors VBW = 300 Hz.
Pour le Sweep Time, on peut aussi choisir un paramètre AUTO. Si le RBW a été réglé en manuel, et que la vitesse de balayage est trop lente (sweep time trop élevé), il faut diminuer le span ou augmenter RBW.
Exploitation d’un tracé
Moyennage
Il est souvent utile de moyenner le tracé ; pour cela, aller dans le menuTraces/Markers, sous- menu Trace Modeet sélectionnerAverage (pour le mode classique, choisir Normal).
Marqueurs
On gère les deux marqueurs M1 et M2 depuis le menuTraces/Markers. Le sous-menuMarker Setup contrôle la visibilité des marqueurs (en allant dans Select) et leur mode de déplacement (Function).
Si l’on affiche les deux marqueurs, on aura, en plus de la fréquence et de la puissance de chacun, l’écart de fréquence et l’écart de puissance entre les deux.
Le mode de déplacement le plus classique est le Scroll Mode: on déplace les marqueurs à droite ou à gauche (Move Left/Rightdepuis le sous-menu Marker Control ou touches directionnelles).
Classique également, le Peak Mode déplace automatiquement le marqueur sur un pic, puis sur les pics voisins lorsqu’on le déplace.
Le sous-menuMarker Controlpermet de déplacer les marqueurs.M1/M2 activepermet de choisir le marqueur à déplacer. On déplace les marqueurs à l’aide deMove Left etMove Right.
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Mesures radio
L’analyseur est capable de mesurer :
— la bande dans laquelle se trouve un certain pourcentage de la puissance totale, typiquement 99 %. Cette bande s’appelle Occupied Bandwidth (OBW). C’est une mesure particulière- ment utile lorsqu’on fait du multiplexage en fréquence, et qu’il ne faut pas émettre sur les canaux voisins ;
— la puissance du canal :Channel Power;
— le rapport entre la puissance du canal et la puissance dans les canaux adjacents :Adjacent Channel Power Ratio (APCR).
On y accède depuis le menuSetup/Functions, sous-menuAuto Measure.On/Offpermet d’activer ou de désactiver la mesure ; Mode permet de choisir si la mesure doit se faire en continu ou une seule fois, et s’il faut afficher les réglages ou le résultat ; Measure Type permet de choisir entre les trois mesures décrites ci-dessus. Selon la mesure choisie, on doit régler le pourcentage, la bande d’un canal, l’espacement entre canaux.
Principe de fonctionnement
Le schéma de principe d’unanalyseur de spectre à balayage est donné ci-dessous :
Un VCO (Voltage Controlled Oscillator, oscillateur commandé en tension) commandé par une rampe génère une sinusoïde de fréquence FOL balayant la plage [Fstart+F I, Fstop+F I], la fré- quenceF I étant la fréquence centrale du filtre d’analyse.
On trouve en sortie du mélangeur la somme et la différence des fréquences présentes sur ses entrées ; ainsi, lorsque le VCO génère un signal de fréquenceFOL=Fstart+F I, la fréquenceFstartdu signal d’entrée se trouve transposée autour de F I, soit dans la bande passante du filtre d’analyse.
Le détecteur d’enveloppe, suivi d’un traitement adéquat, permet d’obtenir la puissance autour de la fréquence analysée (FOL−F I). La largeur du filtre d’analyse déterminela résolution (Resolution BandWidth, RBW).
Durant une période du générateur de commande, la fréquence de sortie du VCO va ainsi varier de Fstart−F I à Fstop−F I, et la fréquence conservée de Fstart àFstop. La durée de cette période détermine le temps que met le spot à parcourir l’écran ; on l’appelle sweep time.
Un filtre de faible bande passante a un temps de réponse important ; ceci est en particulier va- lable pour le filtre d’analyse, et donc il n’est pas possible d’avoir simultanément une très bonne
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résolution (RBW faible) et un affichage très rapide (sweep time faible).
Le filtre vidéo est un filtre passe-bas, de largeur VBW, qui permet éventuellement de moyenner le spectre affiché pour éliminer le bruit.
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