スペクトラムアナライザの使用方法について

質問

スペクトラムアナライザで電源の出力ノイズを確認したいと考えています。
測定するラインはDCで14Vの電源電圧になります。
スペクトラムアナライザの入力インピーダンスは50Ωで最大入力レベルは+30dBmとなっています。
測定方法を考えていたところ、使用するスペクトラムアナライザではAC結合モードでは最大100Vdcまで保証しています。
　そこで、AC結合モードで電源の出力ノイズを確認したいと考えています。
しかし、最大入力レベル+30dBmに対して、AC結合モードで100Vdcの信号を入力できる理由がわかりません。原理を知りたいと考えています。
スペクトラムアナライザを使用するのは初めてでまずは測定器を壊さないように測定したいと考えています。
ご教授お願いいたします。

回答No.5

take0_0

スペアナはDC結合で、41800Aを繋いでそのまま見れば良いでしょう。
電圧的に問題無いし、DCカットなんて不要です。GNDがきちんと取れているという前提ですが。
余計な回路を追加したら、何を見ているのかわからなくなります。
そうならないためのハイインピーダンスプローブなのですから。

ちなみに、AC結合でもDC結合でも、スペック範囲（周波数）での入力インピーダンスは50Ωですよ。
また、内部ATTを入れておけば安心だという認識は危険です。
いくら内部ATTを入れようが、+30dBmという絶対最大定格が拡大するわけではありません。
入れないよりマシですが、自信が無いのなら外部ATTを多めに入れて抜くという対処を取るべきです。
内部ATTは、絶対に+30dBmを超えない入力レベルであるということを確認した上で使うものです。

そういうことを理解できないのなら、一人でスペアナを使うレベルに達していないのだと思います。
誰かに実地指導なり監督なりしてもらいましょう。
机上計算で理解できないのなら、簡単な回路とハンディマルチメータ等で実験して経験を積んでからにした方が良いかと。まずは直流から。
安い測定器ならこんなことは言わないんですけどね。安いからといって壊すのは、恥だけれども。
これがまた、高級測定器がよく壊れるんです。1ミスで数十万円が飛んでいって、機材不足で工程遅延するのに。

自分専用で壊れても良いものなら良いけど、困る人が居るでしょう？
困る人の中に、ベテランが居るでしょう？
そういう人にみっちり指導してもらった方が良いですよ。当然、自分も頭を使いながら。

お礼

ご回答ありがとうございます。
確かに高級測定器なので、壊れないよう注意して使用したいと思います。
詳しそうな上司に質問して慎重に測定の計画を立てたいと思います。

回答No.4

tadys

＞E4443AをAC結合モードで使用する際にはどこまで測定範囲を保つことができるのでしょうか。
マニュアルを見ると、AC結合の低域カットオフ周波数は２０MHｚですが、それ以下の周波数特性は出ていません。
通常は６ｄB／オクターブのカーブになるので、周波数が半減するごとに６ｄB減衰します。

アクティブプローブが使えるのですからDC成分のカットはAC結合では無く、プローブの前でおこなうべきです。
CRを自分で選べるのですから、測定範囲は自分で決定できます。

お礼

ご回答ありがとうございます。

DC成分カットを測定回路で行い、
アクティブプローブを使用して測定を行いたいと思います。

回答No.3

tadys

＞AC結合モードで100Vdcの信号を入力できる理由がわかりません。
AC結合ですから、入力にシリーズにコンデンサが挿入されるので直流分が内部の回路に加わりません。
このコンデンサの耐圧が１００Vなので、１００Vdcまで耐えられます。

注意が必要なのは入力を０Vの状態から瞬間的に１００Vｄｃを加えた時の過渡現象による電力が３０ｄBmを超える可能性がある事です。
１００Vを加える時に入力のアッテネータを４０～７０ｄBに設定しておき、過渡現象が収まった後にアッテネータを測定時のレベルに設定する事でこの問題の影響を低減できます。

安全を求めるのであれば、電源とグランドの間にコンデンサと抵抗のシリーズ回路を挿入し、抵抗の両端の電圧をアクティブプローブを使用してスペアナに入力するのが良いです。
なお、E4443AでAC結合を使用すると２０MHｚ以下の低域が測定範囲外になってしまいます。
アクティブプローブを使用すれば、この問題にも対応できます。

お礼

ご回答ありがとうございます。
コンデンサの定格なんですね。
疑問が解決しました。

過渡現象を考えていませんでした。
アッテネータを70dBに設定して測定を行うようにします。

>なお、E4443AでAC結合を使用すると２０MHｚ以下の低域が測定範囲外になってしまいます。
>アクティブプローブを使用すれば、この問題にも対応できます。

再度質問になってしまい、申し訳ありませんが、
アクティブプローブは41800A(アジレント製)を使用する予定です。
スペック的には5Hz～となっていますが、E4443AをAC結合モードで使用する際には
どこまで測定範囲を保つことができるのでしょうか。

回答No.2

kuro804

おはようございます

通常入力条件としては、測定範囲と最大許容入力（値、又は範囲）が定められています。
最大許容入力は万が一加えられたとしても破損しない値です。
たぶん記載の５０Ω負荷での３０ｄBm（１W)と、ＡＣ結合（高入力インピーダンス）での１００Vdcは最大許容入力値ではないかと思います。

つまり、当該測定器の２つの入力端子を説明しており、一方が入力インピーダンス５０Ωの入力端子であり、もう一方がたぶん１MΩから１０MΩ程度の高入力インピーダンスの入力端子であると言うことと推察します。（無論、入力端子が１つでモード切替により行うことも考えられますが）

よって、前者の入力端子が最大許容入力３０ｄBmであり、後者の入力端子が最大許容入力交流１００V（実効値rmsか波高値p-p？）である事を示していると、推察致します。

従いまして、疑問の３０ｄBmと１００Vdcとの２者間には関連性はなく、単に、ハードウエアの個々の要素の結果、設計され定められた値と考えられます。

お礼

ご回答ありがとうございます。

測定器はアジレント製のE4443Aです。
入力インピーダンスは50Ωと記載されていました。
スペックにはAC結合モード時のインピーダンスの記載がなく、疑問に思っていました。

もう一度、仕様を調べてみようと思います。

回答No.1

DCI4

スペクトラムアナライザの使用方法について

★回答

(1)型番も不明なので　詳細は不明ですが
わかんないけど
型番を調べ　マニュアルを見ることです

(2)デジタル（ＦＦＴ）タイプと　アナログタイプで大きくちがいます
一般に　使い方の注意事項が大きく違ってくるでしょう

(3)普通壊れません
入力プローブに　簡単にこわれないような　設計がなされていると思います

お礼

ご回答ありがとうございます。

測定器はアジレント製のE4443Aです。
アプリケーションノートを調べてみます。