Couverture ElectroniqueS n°127

Riche de plus de 80 modèles, l'offre est toujours très diversifiée. L'introduction massive des techniques numériques rapides et leurs progrès spectaculaires ont fait faire un bond aux performances, à l'ergonomie et à la compacité des appareils. A côté d'un haut de gamme à la pointe de ces progrès, coexiste une entrée de gamme fidèle aux technologies traditionnelles. Le but de l'analyseur de spectre est de donner à l'utilisateur une vision du signal sous un angle particulier : le domaine fréquentiel. Cette notion de représentation en fréquence des signaux est sous-tendue par la théorie de la transformation de Fourier. Au-delà de l'aspect purement mathématique et conceptuel, l'analyseur de spectre est au domaine fréquentiel ce que l'oscilloscope est au domaine temporel. Si on mesure les progrès réalisés en oscilloscopie ces dernières années, considérant l'abandon quasi général par les plus grands acteurs du secteur des techniques analogiques et du tube cathodique, pourtant véritable raison d'être de ce type d'appareil, on imagine que l'analyseur de spectre, infiniment gourmand en matière de technologie, a dû évoluer également de manière spectaculaire. C'est effectivement le cas, sous la pression d'applications de plus en plus exigeantes (notamment des radiocommunications numériques) et avec la disponibilité de techniques numériques de haut niveau. C'est ainsi, par exemple, que l'affichage fait usage exclusif d'écrans à cristaux liquides, éventuellement à haute définition et en couleurs, dont la légèreté a permis l'apparition d'appareils réellement portables et néanmoins performants. Ergonomie, légèreté et autonomie La plupart des analyseurs de spectre se présentent comme des appareils de table mais ils ont fait des progrès considérables en termes de compacité et de poids, notamment grâce à l'abandon du tube cathodique pour l'affichage. L'immense majorité des instruments sont fonctionnellement autonomes et se suffisent à eux-mêmes. Toutefois, la société américaine Morrow Technologies a développé, il y a quelques années, sous forme de module VXI (trois emplacements dans un châssis de taille C) un analyseur 8, 5 GHz. A l'époque, on considérait le VXI mal adapté à l'instrumentation RF et à l'analyse spectrale en particulier, du fait d'exigences excessives en matière d'encombrement et de dissipation. Depuis, Morrow Technologies, qui a brièvement été distribuée en France par Elexience, a sorti le VC3500, modèle se présentant sous forme de coffret aveugle de 10 x 11, 5 x 3, 75 pouces et pesant environ 12 livres (2), qui couvre la gamme de 3 MHz à 3, 5 GHz (9 kHz à 3, 5 GHz en option). Aujourd'hui, il subsiste une seule solution en VXI, avec la série 89600 d'Agilent Technologies. Il s'agit en fait d'un assemblage de plusieurs modules VXI qui réalise les fonctions d'analyse de signaux vectoriels. Une situation paradoxale si l'on se souvient que la même société a longtemps guerroyé contre la pertinence de l'analyse spectrale en VXI : il est vrai que le leader mondial de la mesure voulait alors promouvoir l'architecture de sa famille modulaire 70000 pour les applications RF et hyper… En dehors du VXI, l'approche modulaire n'est pas abandonnée, puisqu'il existe désormais des offres en PXI 3U, format pourtant plus compact : l'une chez Aeroflex, l'autre chez National Instruments (Electronique n° 145, p. 34). De fait, les obstacles à l'emploi d'un tel format sont progressivement levés. Il « suffit », et les progrès de l'intégration permettent dorénavant de le faire, d'adjoindre un tiroir de conversion de fréquence hétérodyne et le firmware adapté, à base de traitement numérique, pour obtenir un analyseur de spectre. C'est le cas chez National Instruments dont la solution, qui occupe quatre emplacements sur le bus, se compose d'un convertisseur-abaisseur 2, 7 GHz associé à un numériseur. La solution en triple largeur d'Aeroflex comprend aussi deux tiroirs, un synthétiseur 3 GHz servant d'oscillateur local pour la conversion de fréquence d'un numériseur. Dans les deux cas, la fréquence intermédiaire est convertie en numérique avec une résolution de 14 bits et une grande capacité mémoire est disponible. Signalons encore une offre PXI, toujours en deux tiroirs, en cours de développement chez Ztec, représenté par Acquisys. L'intégration des fonctions dans des circuits dédiés à haute densité a permis, par ailleurs, de réaliser des analyseurs de spectre de technologie traditionnelle véritablement portables et autonomes, dotés de performances honorables et qui ne sont pas seulement des appareils de table munis d'une poignée. Ces instruments réellement portatifs et leurs principales caractéristiques ergonomiques sont présentés dans le tableau de la page précédente. Tous fonctionnent aussi bien sur secteur que sur alimentation continue externe, et disposent d'une batterie rechargeable intégrée qui leur procure quelques heures d'autonomie. Ils permettent donc désormais d'utiliser sur site des aides puissantes à l'installation ou à la maintenance avec un confort considérable. D'autant plus que l'ergonomie a également progressé d'une manière importante : la commande s'effectue par touches simples avec menus intuitifs, parfois en français. D'une manière générale, la plupart des analyseurs actuels assurent des mesures de puissance en automatiques ou semi-automatique pour les applications radiocoms : puissance dans le canal, bande passante occupée, puissance dans le canal adjacent… En haut de gamme, les classiques ressources de démodulation analogique sont complétées par des possibilités de démodulation numérique qui autorisent des analyses de modulation vectorielle sophistiquées (figure 2). En faisant appel, via une simple touche ou combinaison de touches, à un programme résidant dans l'appareil en standard ou chargé en vue de son utilisation particulière, il est dès lors possible d'effectuer directement des mesures complexes correspondant à une norme ou à un contexte donné. Ainsi, dopé par l'évolution des transmissions numériques et les perspectives de mise en service de nouveaux systèmes (téléphonie 3G, WLan, TNT, etc.), le marché de l'analyse spectrale reste animé. (1) Récemment introduits, les RSA2200A et RSA3300A sont présentés dans la rubrique « Actualité » de ce numéro. (2) Le VC3500 est également disponible en coffret rackable 1U sur demande. L'appareil est surtout dédié à la surveillance d'équipements (stations de base, radiocommunications militaires…) au travers d'un réseau local, étendu ou sans fil. Principe d'un analyseur de spectre hétérodyne (Figure 1) Le signal d'entrée est converti en fréquence intermédiaire (FI) à l'aide d'un mélangeur et d'un oscillateur local dont la fréquence est vobulée. Synoptique de la démodulation numérique (Figure 2) Les paires I/Q sont extraites du signal numérisé et stockées dans des mémoires de grande capacité (source Rohde & Schwarz).

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