Читайте также:
|
Анализаторы спектра – это приборы, предназначенные для автоматического представления спектра сигналов. Для спектрального анализа используется математически аппарат интегрального преобразования Фурье.Практически все приборы, применяемые для анализа спектра сигналов, можно условно разделить на аналоговые и цифровые. Практически во всех аналоговых анализаторах выделение гармонических составляющих сигнала производится узкополосными фильтрами. Этот метод реализуется двумя способами: параллельного и последовательного анализа сигнала. Основной элемент таких приборов – полосовой фильтр (высокодобротный резонатор) с узкой полосой пропускания. Он служит для выделения отдельных составляющих или узких диапазонов исследуемого спектра.В анализаторах спектра последовательного анализа сигнала используются узкополосные перестраиваемые фильтры, либо гетеродины.
В качестве перестраивающихся фильтров используются двойные Т-образные RС-мосты, включенные в цепь отрицательной обратной связи усилителя. Перестройка центральной частоты f фильтра осуществляется плавным изменением емкости конденсаторов и сопротивлений резисторов. На выходе фильтра получаются составляющие спектра (f-Δf)...(f+Δf), которые по мере изменения резонансной частоты f фильтра будут проходить рабочий диапазон изменения спектра. В результате детектирования в квадратичном детекторе выходное напряжение перестраивающегося фильтра преобразуется в видеоимпульс, напряжение которого пропорционально средней мощности РΔ соответствующего участка спектра в полосе 2Δf. Значение 2 Δfопределяется разрешающей способностью анализатора, равной минимальному расстоянию по оси частот между составляющими частот. Такие анализаторы в основном используются для анализа спектра сигналов низких частот.Наиболее широкое распространение получили гетеродинные анализаторы. Гетеродинные анализаторы отличаются тщательно отградуированной шкалой гетеродина, обеспечивающей заданную погрешность определения частоты измеряемой гармоники, обычно ±10-6...10-3. Структурная схема гетеродинного анализатора показана на рис. 3.13.
На данной схеме ВУ – входное устройство; СМ – смеситель; Г – перестраивающийся гетеродин; УПЧ – усилитель промежуточных частот; КД – квадратичный детектор.
Принцип работы: Пусть гетеродин имеет диапазон рабочих частот от 
до 
. Резонатор и УПЧ настроены на частоту fПР и необходимо определить спектральную мощность выходного сигнала на частотах гармонических составляющих:
f1, f2, …, fv, …, fn.
По мере перестройки частоты гетеродина разность между его текущей частотой и частотой v-й составляющей спектра будет рано fПР±Δf. При этом получается следующее соотношение частот гетеродина и v-й гармоники:
fПР-Δf < fг -fv < fПР+Δf.
После квадратичного детектора сигнал преобразуется в видеоимпульс, напряжение которого пропорционально средней мощности РΔ соответствующего участка спектра в полосе 2Δf.Основным недостатком анализаторов последовательного действия является большая продолжительность анализа.Анализаторы спектра имеют следующие основные параметры: диапазон рабочих частот; чувствительность; погрешности измерения по амплитуде и частоте; разрешающая способность; время анализа.Выпускаемые промышленностью анализаторы последовательного действия работают в диапазоне от инфранизких до сверхвысоких частот. Порог чувствительности низкочастотных анализаторов находится в пределах 10-4-10-3 В, сверхвысокочастотных – в пределах 10-7-10-12 Вт. Погрешность измерения по амплитуде составляет ±(5 - 10)%, по частоте ±(2 - 3)%.Важнейшей характеристикой АС является разрешающая способность –способность выделить две соседние спектральные линии. Количественноймерой разрешающей способности, является наименьший интервал частот между двумя спектральными линиями, при котором они различаются анализатором. Меройразрешающей способности является ширина полосы пропускания фильтра 2Δf. Одной из основных характеристик анализатора спектра является время анализа.
Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 249 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |