R&S FSU — это лабораторный анализатор спектра высокого класса, разработанный компанией Rohde & Schwarz для задач, где критичны низкий собственный шум, широкий динамический диапазон и высокая точность измерения уровня. Несмотря на возраст, прибор до сих пор активно используется в сервисных центрах и лабораториях благодаря своей архитектуре.

 

Основные характеристики

• Диапазон частот: 20 Гц – 3,6 /8/26 (DC coupling)
• RBW: 1 Гц – 50 МГц
• DANL: до ~–155 dBm/Hz (с предусилителем)
• Фазовый шум: на уровне лучших приборов своего поколения
• Точность уровня: ~±0.5…1 дБ (в зависимости от условий)
• Опции: предусилитель, tracking generator, цифровые демодуляторы

 

Архитектура прибора (ключевой раздел)

Общая структурная схема

 

 

4

FSU построен по классической супергетеродинной многокаскадной архитектуре, но с рядом инженерных решений топ-класса.

 

RF тракт (входная часть)

• Аттенюатор (обычно ступенчатый, до ~70 дБ)
• Предусилитель (опция)
• Преселектор (YIG-фильтр в старших моделях серии)

👉 Важно:
Даже если в FSU3 YIG не всегда реализован полноценно как в FSU8/26, архитектура предусматривает селективную защиту от внеполосных сигналов, что критично для динамического диапазона.

 

LO тракт (гетеродины)

• Синтезатор частоты (PLL)
• Быстрое перестраивание (важно для sweep)
• Низкий фазовый шум (одна из сильных сторон FSU)

👉 Особенность:

• Используется высокочистый опорный генератор (OCXO)
• Архитектура минимизирует reciprocal mixing noise

IF тракт (промежуточная частота)

1. Первый смеситель → высокая IF
2. Каскад фильтров (RBW)
3. Усилители
4. Вторичные преобразования (в многокаскадной структуре)

👉 Почему многокаскадная IF:

• улучшение селективности
• снижение зеркальных каналов
• стабильная форма фильтра

 

Детектор и цифровая обработка

• Логарифмический усилитель (log amp)
• Детекторы: peak / RMS / average
• АЦП + DSP обработка

👉 Важно:
FSU имеет цифровую постобработку, но основная селективность остаётся аналоговой (IF фильтры) — это даёт лучшее подавление шумов, чем у чисто FFT-анализаторов того времени.

 

Ключевые инженерные преимущества архитектуры

1. Низкий фазовый шум

• критично для измерения близких к несущей сигналов
• достигается за счёт качественного LO

2. Высокий динамический диапазон

• сочетание:
  • преселекции
  • качественных смесителей
  • IF фильтрации

3. Отличная точность уровня

• калиброванные тракты
• стабильная температурная характеристика

 

Опции прибора (важно для выбора)

🔧 Аппаратные опции

📌 Предусилитель (Preamp)

• снижает DANL до ~–155 dBm/Hz
• нужен для слабых сигналов

---

📌 Tracking Generator (FSU-B9)

• диапазон: ~100 кГц – 3,6 ГГц
• используется для:
  • измерения АЧХ фильтров
  • тестирования кабелей и усилителей

 

Измерительные опции

📌 Анализ фазового шума

• измерение PN близко к несущей

Векторные измерения (ограниченные)

• демодуляция AM/FM/PM
• базовый анализ модуляции

 

Интерфейсы и управление

• GPIB / LAN
• SCPI команды
• удалённое управление

 

Практическое применение

FSU3 отлично подходит для:

✔️ Разработка синтезаторов

(особенно с низким фазовым шумом)

✔️ Калибровка генераторов

• контроль уровня
• контроль гармоник

✔️ Ремонт ВЧ оборудования

• диагностика шумов
• поиск паразитных сигналов

 

 

Сравнение с другими приборами

Прибор	Класс	Особенности
Rohde & Schwarz FSU3	Топ	Отличный PN и динамика
Rohde & Schwarz FSP	Средний	дешевле, хуже PN
Rohde & Schwarz FSQ	Топ	векторный анализ
Rohde & Schwarz FSW	Современный	лучший PN и FFT

 

R&S FSU — это прибор, который до сих пор актуален в инженерной практике благодаря:

• продуманной супергетеродинной архитектуре
• низкому фазовому шуму
• высокой точности измерений
• модульности (опции)

👉 Особенно ценен для задач:

• разработки генераторов
• анализа фазового шума
• точных RF измерений

 

Сравнение фазового шума (типовые значения, 1 ГГц carrier)

Offset	FSU	FSQ	FSW
100 Гц	~–95…–100 dBc/Hz	~ –100…–105 dBc/Hz	~–110 dBc/Hz
1 кГц	~–115…–118 dBc/Hz	~ –120…–123 dBc/Hz	~–125…–128 dBc/Hz
10 кГц	~–125…–128 dBc/Hz	~ –130…–133 dBc/Hz	–137 dBc/Hz

👉 Для FSW значение подтверждается спецификацией:

• около –137 dBc/Hz @ 10 kHz offset (1 GHz)

 

Дальние отстройки (10 кГц)

Ключевой результат:

• FSU ≈ –125 dBc/Hz
• FSQ ≈ –130 dBc/Hz
• FSW ≈ –137 dBc/Hz