miedema
Golden Member
Zomaar wat plaatjes van hetzelfde signaal, gemeten met verschillende spectrum analyzers. Ter lering en vermaack. 
Ik was aan het spelen met de van Blackdog geleende Magnova. En probeerde de FFT functie uit. Dat werkt veel makkelijker en beter dan ik eerder op scopes had gezien. Net al bij een "echte" SA knoppen voor span/center of start/stop frequentie en RBW. Horizontale en verticale assen goed instelbaar.
Bron was m'n Hameg HMF2525 ARB, die een sinus van 10MHz, 0,5Vtt uit gaf.
Het plaatje van de Magnova, bij een span van 100kHz, en RBW=100Hz:
klik op de plaatjes voor een groter, en compleet screenshot
Allemaal prachtig, maar in hoeverre klopt dit plaatje? Dus hetzelfde signaal ook met andere spectrum analysers bekeken. Ik heb steeds span en RBW hetzelfde gehouden.
Dit vindt mijn Rigol DSA815 er van:
Een stuk meer faseruis! Ook de ruisvloer lijkt wat hoger.
En dan de R&S / Hameg HMS3010:
Deze aanmerkelijk duurdere analyser laat nog meer faseruis zien, en er ontstaan een soort van zijbanden. Ook hier een hogere ruisvloer, maar die bestaat (ook op 50kHz van de carrier) waarschijnlijk voor een groot deel nog uit fase ruis.
En dan tot slot wat de Agilent 4395A er van bakt:
Een hint van vrij breedbandige faseruis, maar veel is het niet. De ruisvloer ligt met zo'n -90dBc ook een stuk lager.
.
Dit overziend is de eerste conclusie: 4 analysers geven 4 verschillende plaatjes!
De Magnova en Agilent lijken het meest op elkaar. Zowel qua faseruis als ruisvloer. Dat doet vermoeden dat ze het dichts bij de werkelijkheid zitten.
De Rigol en Hameg voegen dus aan het signaal hun eigen faseruis toe...
.
De Generator was ingesteld op 0,5Vtt uit. Dat komt overeen met -2,04dBm.
Hameg, Rigol en Magnova zitten goed in de buurt, met een paar tiende afwijking. De Hameg zelfs maar een een honderdste dB er naast.
Alleen de Agilent geeft met -3,44dBm wat te laag aan.
.
En let eens op die sweeptijden!
- De Magnova doet FFT, is dus min of meer real-time.
- De Agilent doet z'n sweep in 291 milli seconde.
- Maar de Rigol heeft voor dezelfde sweep 10 seconde nodig
- En dan de Hameg. De HMS3010 heeft voor dezelfde sweep zelfs 300 seconden nodig!
Ook daar dus grote verschillen tussen analysers...
Natuurlijk zijn alle vier deze analysers prima geschikt voor het meeste werk. Maar het is goed om bij het bekijken van een plaatje in het achterhoofd te houden dat dat plaatje een combinatie is van de eigenschappen van het signaal, gecombineerd met de eigenschappen van de analyser!
groet, Gertjan.
De Agilent zal een mooie, 'schone', YIG oscillator aan boord hebben. De Rigol heeft die zeker niet, daar zitten 3 oscillatortjes in, de 1.5 GHz is verdeeld in 3 bandjes. (Dat weet ik omdat bij mijn 815 de oscillator van het bovenste freq gebied er mee op is gehouden 
t.g.v. slechte soldeerkwaliteit af-fabriek).
De andere spec an modellen ken ik niet, maar in het algemeen geldt dat terwijl een leuk kleurenschermpje, GUI etc vrij eenvoudig te maken is, een echt goed RF ontwerp een heel stuk lastiger en met name ook veel kostbaarder is. Zo 'n YIG is gewoon een kostbaar onderdeel, met de nodige problemen qua aansturing, gebruikt veel vermogen, dus meer koeling, grotere voeding etc. Daarbij vergeleken is 3x een handjevol transistors, spoeltjes etc. natuurlijk praktisch gratis (DSA815 voorbeeld).
Iedere waar is naar zijn geld, het is nog niet zo lang geleden dat we ons het kopen van een nieuwe spec an niet konden voorstellen. Want volstrekt onbetaalbaar. Zo heb ik hier een HP 6.5 GHz spec an staan, uit wat destijds (medio 1995) de economy line van HP was. Voor de gein de list price ooit uitgezocht : pakweg US$ 33000, ex sales tax. 
Alleen al de geinstalleerde opties zijn goed voor een leuke tweedehands auto.
We leven wat dat betreft in goeie tijden. Gewoon niet alles wat op het schermpje verschijnt klakkeloos voor waarheid aannemen, en dat geldt net zo goed voor een spec an van een ton € trouwens.
Wilko
De scope sampled op 1 Gsample en heeft dus geen fysieke MF (PLL, filters, etc.).
Is dat een fundamenteel verschil dat we zien?
[edit]
Een voordeel lijkt dat er niet gesweept hoeft te worden. De sample klok moet nog altijd schoon zijn, maar hoeft kort door de bocht maar 1 frequentie te kunnen leveren.
Apropos:
VBW is niet bij alle metingen gelijk.
Ik las in de Agilent specs dat die ook FFT / DSP aan boord heeft.
Op maandag 25 mei 2026 10:27:48 schreef Aart:
De scope sampled op 1 Gsample en heeft dus geen fysieke MF (PLL, filters, etc.).
Is dat een fundamenteel verschil dat we zien?
Heeft sowieso invloed op de snelheid, een swept spec an is zeker bij kleine RBW, VBW langzaam qua sweeptijd,
Voor de gein van een paar van Gertjan's instrumenten de specs eens opgezocht. Zoals gebruikelijk is het heel lastig om 1:1 te vergelijken, met name omdat de getallen voor phase noise (pn)van de afstand tot de carrier afhangen.
"Iedereen" geeft getallen bij andere offsets op. En (Typ.) erachter zetten is natuurlijk ook niet sjiek, dat iets typical een bepaalde waarde is geeft aan dat je als fabrikant het niet durft te garanderen.
In de bijlagen de pn specs van de gebruikte generator, de DSA815 spec an, de Hameg spec an en de Agilent analyser.
Enfin, leesvoer / een puzzel voor 2e Pinksterdag.
cheers,
Wilko
miedema
Golden Member
Op maandag 25 mei 2026 10:25:15 schreef PA1WBU:
[...] Iedere waar is naar zijn geld, het is nog niet zo lang geleden dat we ons het kopen van een nieuwe spec an niet konden voorstellen. Want volstrekt onbetaalbaar.
...
We leven wat dat betreft in goeie tijden. Gewoon niet alles wat op het schermpje verschijnt klakkeloos voor waarheid aannemen, en dat geldt net zo goed voor een spec an van een ton € trouwens.
Wilko
Helemaal waar. Ook die laatste zin
Het is onvoorstelbaar hoeveel functionaliteit er tegenwoordig voor relatief weinig geld te koop is. Die DSA815 voldoet voor bijna alles wat ik wil prima. Maar ik moet niet de faseruis van mijn OCXO's willen vergelijken.
(Dat lukt met de 4395A overigen ook niet. Het is een combi analyser, en geen high-end SA)
Het was ook niet m'n bedoeling om een waarde oordeel aan die analyzers te hangen.
Meer laten zien hoe verschillend de plaatjes zijn. En laten realiseren dat je na moet denken hoe dat plaatje te interpreteren.
Sowieso moet je met een SA meer nadenken wat je doet dan nodig bij de meeste meetinstrumenten. Altijd met je verzwakkers checken of harmonischen in je signaal zitten, of in de analyser gegenereerd worden. Met die zelfde verzwakkers checken of de ruisvloer die van de analyser, of van het signaal is. Etcetera.
Ik las in de Agilent specs dat die ook FFT / DSP aan boord heeft.
Helaas niet....
VBW is niet bij alle metingen gelijk.
Dat was wel de bedoeling: RBW = VBW = 100Hz.
Ik zie nu dat ik bij de Hameg niet goed opgelet heb, en daar de VBW 300Hz geweest is. Even gekeken met VBW=100Hz. Maakt geen verschil, zelfde plaatje, en sweeptijd ook 300 seconden.
groet, Gertjan.
Even nog wat info gezocht over het gebruik van digitale signaalverwerking in spec an en fase ruis. We praten bij deze categorie high-end instrumenten wel over echt geld, denk aan de tegenwaarde van een huis of zo.
Het "improved speed"plaatje laat mooi zien dat je eigenlijk een kleine RBW, VBW wilt gebruiken. Dat je dan met klassieke analysers met irritant/onbruikbaar lange sweeptijden wordt geconfronteerd is de reden dat dsp zo is opgekomen.
Info allemaal uit een Keysight document, ook in zijn geheel lezenswaardig.
https://www.testequipmenthq.com/datasheets/Keysight-8563E-Datasheet.pd…
Wilko
(die toch maar weer een staatslot gaat kopen)
Verschillen in FFT's worden ook veroorzaakt door de gebruikte FFT Window functie (Rectangle, Hamming, Hanning, etc., etc.)
Wil je FFT's met elkaar vergelijken dan dienen alle FFT's dezelfde FFT Window functie te gebruiken.
miedema
Golden Member
FFT heeft zo weer z'n eigen eigenaardigheden.
In dezelfde setup als in de startpost draaide ik alleen de frequentie van de generator 10kHz lager.
Dat gaf op de Magnova dit resultaat:
Er komen opeens allerlei piekjes bij.....
Om dat duidelijke te kunnen zien heb ik nu 10x gemiddeld.
Hetzelfde signaal op de Agilent 4395A, ook met 10x averaging:
Hier is het signaal veel schoner.
Als je goed kijkt steken er wel een kaar kleine piekjes net boven de ruis uit. Dat doet vermoeden dat de generator nu minder schoon is al op de "mooie" ronde frequentie van precies 10MHz.
Maar bij de Magnova lijkt er iets toegevoegd te worden.
Ik heb gespeeld met verschillende FFT windows, maar dat leverde geen verbetering op.
...Of zouden die piekjes op -90dBm bij de Agilent net onder de ruisvloer verborgen blijven?
groet, Gertjan.
Ook van groot belang is dat elke FFT dezelfde aantal bins produceert dus hetzelfde aantal FFT samples gebruikt.
Verschilt het aantal FFT samples per FFT dan verschillen ook de FFT's.
Kijkend naar de bovenstaande FFT's dan zou dat wel eens het geval kunnen zijn.
Het eerste plaatje van de Rigol lijkt op wat m'n SDR's doen als er signalen richting -1dBm ingaan. Officieel zouden ze signalen tot 0dBm moeten kunnen handelen, maar dan zijn ze allang 'overstuur'. Door dat overstuur komen er dan ook allemaal niet bestaande signalen in het bredere beeld.
Als ik met de SDR's onder de -10dBm aan de ingang blijf, zijn de metingen het betrouwbaarst tegen een ruisvloer van rond de -120dBm bij een breedte van 2MHz.