Spektrum von einem kurzen Ereignis messen

Hallo Thorsten, um den Widerspruch im Titel aufzulösen und sonstige Artefakte auszuschließen, sollte m. E. die Messung ebenfalls im Zeitbereich erfolgen. Mit einem schnellen Oszilloskop und FFT erhälst du dann dein Spektrum. Start- und Stoppfrequenz ergeben sich aus der Messdauer und der Anzahl an Abtastpunkten. Statt Oszilloskop käme auch spezielles EMI-Equipment, wie z. B. so ein ESR-xx von R&S, in Frage. Das kann nebenher ebenfalls FFT, kostet aber auch entsprechend. Ob das genannte Siglent FFT kann, weiß ich nicht. Du musst auf jeden Fall mit der hohen Amplitude zurecht kommen. Hier kann es sein, dass die Auflösung der Oszilloskope zu gering ist und somit das Spektrum für kleine Werte wegen der Quantisierung zu ungenau wird. Ansonsten sollte man doch nochmal über ein stabil repetierendes Signal nachdenken. Auch wenn dort Jitter vorhanden ist und man lange integrieren bzw. mitteln muss. Ansonsten bleibt immer noch der Fehler durch Reproduktion. Kein Ereignis wird vermutlich so aussehen, wie das andere. Auch mit Einzelereignissen müssten man eine ganze Reihe von Aufnahmen übereinander legen und Mittel- und ggf. Spitzenwerte ermitteln. Um Effektivwerte darzustellen, muss die Wiederholfrequenz bekannt sein, sonst passen die physikalischen Einheiten nicht. In dieser Größenordnung sollte auch das Zeitfenster für die FFT liegen. Das werden dann ggf. einige ms statt µs sein.

Hallo Kay-Uwe,

Deine Ausführung ist sehr ausführlich. Vielen Dank dafür. An eine Oszilloskop Messung habe ich auch schon gedacht bzw. wir haben das natürlich schon aufgezeichnet. Problem ist hier denke ich, die Dynamic der meisten Oszilloskope reicht nicht um eine aussagekräftige FFT zu berechnen.

Tatsächlich haben wir hier auch einen (sehr alten) R&S Funkstörmessempfänger Typ ESPC. Ich finde das Gerät ist aber sehr umständlich zu bedienen und deshalb die Frage nach einem geeigneten Sprektrumanalysator.

Grundsätzlich könnten wir ein repetierendes Signal erzeugen, sicherlich mit einigen 100Hz Wiederholrate. Ich denke das Schwierigste ist aber das Triggern.

Die SIGLENT Geräte haben offensichtlich einen Trigger-Eingang. Hat da jemand Erfahrung mit?

Viele Grüße

Die Aufgabe ruft geradezu nach einem RTSA (real time spectrum analyzer), der mit der entsprechenden Auflösung abtastet. Das ist im Grunde auch nur ein Fourieranalysator.

RTSA (real time spectrum analyzer)

Das hört sich gut an. Was wären denn da bezahlbare Geräte? Die üblichen Verdächtigen scheinen ziemlich teuer zu sein.

Hier mal ein Link: https://www.tek.com/en/products/spectrum-analyzers/rsa500 Allerdings wirklich nicht mehr Taschengeld-Kategorie. Aber dafür gibt es den großen Dynamikbereich und die große Bandbreite.

Thorsten R. schrieb:

Was wären denn da bezahlbare Geräte?

Der war gut! :)

Rohde hat so ein Teil mit über 900MHz Echtzeitbandbreite Gauss Instruments kann auch einige 100MHz.

Ansonsten ist alles verhältnismäßig limitiert... 20-80MHz.

Du darfst aber selbst bei den Budget-Varianten aus China mit ca x2-x3 dem Preis vom "normalen" Scanning-Receiver ausgehen.

Am ehesten kommst du noch mit einem SDR ala HackRF günstig hin... der kommt auf 20MHz... da darfst du aber deine Detektoren nachbauen... kann man machen - ist halt die Frage ob's dafür steht.

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Michael schrieb:

Hans W. weiß da sicher besser bescheid.

Ist halt die Frage, was bezweckt wird.

Es kann nur um 1 Gerät gehen, oder aber um eine Abschätzung, was z.B. in einem Gebäude abgeht, wenn da laufend Licht an/aus passiert. Wobei es da wohl eher weniger Gasentladungslampen gibt. :)

Normativ werden Einzelevents oft/meist vernachlässigt, weil quasi egal. "Click-Bewertung" gibt es aber durchaus in einigen Normen...

"EMV Messung" kann halt alles sein :)

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Thorsten R. schrieb:

Problem ist hier denke ich, die Dynamic der meisten Oszilloskope reicht nicht um eine aussagekräftige FFT zu berechnen.

Wieviel Dynamik benötigst du denn? Wenn die Daten im Single-Shot als Zeitserie erfasst werden sollen, kannst du keine 120dB erwarten. Bis in welchen Frequenzbereich möchtest du überhaupt messen?

da bleibt eigentlich nur ein RTSA oder ein 12bit Scope mit passender Bandbreite

vielleicht mal sowas ansehen -> https://aaronia.com/de/produkte/spektrumanalysatoren/spectran-v6-eco

Thorsten R. schrieb:

Ich finde das Gerät ist aber sehr umständlich zu bedienen

Ja mei, deal with it. (Wobei der Messempfänger für deine Anwendung wahrscheinlich wirklich ungeeignet ist.)

Eine weitere Möglichkeit hat man noch - wenn es möglich ist, das Ereignis hunderte Male auszulösen. Damit wäre eine Messung im Max-Hold-Modus mit einfachen Mitteln möglich.

Ich habe jetzt einen einfachen SIGLENT Spekki bestellt, da gibts gerade ein Bundle mit Sonden und EMI-Option. Das Zündereignis können wir wahrscheinlich im kHz Bereich periodisch machen. Das müsste eigentlich für eine grobe Betrachtung ausreichen.

Vielen Dank für die Tipps und Vorschläge :-)

Wobei, eine SDR-Lösung hätte natürlich auch noch einen gewissen Bastel-Faktor ;-)

In alten AppNotes von EG&G (Das ist die Firma, die für Messungen der ersten Atombomben gegründet wurde) zu Xn-Gasentladungsröhren gibt's auch typische Spektren zu sehen. Falls das hilft.

Eine Gasentladung bringt kein stabiles Spektrum. Ich wuerd auch mit einem Oszilloskop den Transient messen, und dann Fourier Transformieren.

Abdul K. schrieb:

EG&G (Das ist die Firma, die für Messungen der ersten Atombomben gegründet wurde)

EG&G (Edgerton, Germeshausen, and Grier, Inc.) wurde erst 1947 gegründet. Die ersten Atombomben wäre deutlich vorher.

Rainer W. schrieb:

Die ersten Atombomben wäre etliche Jahre vorher.

Bei dem einzigen Test und den beiden Praxiseinsätzen, die vor diesem Datum stattfanden, waren Messungen wohl eher nebensächlich.

Oliver