46.Общие сведения и классификация анализаторов спектра

Исследование сигналов может осуществляется в 3 областях:

1. Временное представление:

2. Математическое представление:

3. Частотное представление

При этом анализ спектра может быть теоретическим (математическим) или экспериментальным (аппаратурным). Приборы, предназначенные для экспериментального анализа спектра, называются анализаторами спектра. В основе спектральных методов анализа лежит преобразование Фурье для временной функции, описывающий исследуемый сигнал.

где , , , .

В зависимости от метода анализа выделяют 1)фильтровые АС, результирующие метод фильтрации; 2) дисперсионные АС, базирующиеся на дисперсионно-временном методе анализа; 3)рециркуляционные АС, реализующие интерференционный метод; 4)цифровые АС, использующие алгоритмы дискретного преобразования Фурье. По способу проведения анализа спектра различают АС параллельного и последовательного действия, а также комбинированные АС.

Параллельный анализ спектра позволяет выявить и проанализировать все составляющие спектра одновременно. Такой анализ производится без потери информации в реальном масштабе времени и эффективен как для периодических, так и для непериодических сигналов.

При последовательном анализе составляющие спектра анализируются последовательно. Такой анализ эффективен только для периодических или квазипериодических, а также стационарных случайных сигналов.

Комбинированный способ - сочетание в одном приборе преимущества АС последовательного и параллельного действия.

47.Фильтровые анализаторы спектра.

Суть метода заключается в применении для выделения и анализа составляющих спектра

селективных фильтров с узкой полосой пропускания. Для анализа спектра можно использовать как совокупность идентичных узкополосых фильтров, каждый из которых настроен на определенную частоту, так и один фильтр, если имеется возможность перестраивать его в широкой полосе частот. В первом случае реализуется параллельный анализ спектра, а во втором – последовательный. Возможен также и комбинированный анализ.

Принцип работы АС параллельного действия поясняется структурной схемой 1. Исследуемый сигнал после ВУ поступает одновременно наn фильтров, каждый из которых выделяет узкую полосу частот и имеет на выходе квадратичный детектор и индикатор. После детектирования напряжения, соответствующие составляющие энергетического спектра , фиксируется с помощью .

Недостаток метода: надо объединять n – число фильтров; фильтры должны быть узкополосые.

Фильтровой АС последовательного действия представляет собой типичный приемник прямого усиления. При анализе спектра, перестраивая гетеродин, электрическим способом перемещают спектр относительно фиксированной частоты настройки Ф, обеспечивая .

Недостаток: при перестройке фильтра в широком диапазоне появляется погрешность, связанная с тем, что изменяется полоса пропускания и уменьшается добротность. На практике он не очень применим.

Комбинированный метод: сочетание параллельного и последовательного способа анализа в различных вариантах. Один из распространенных вариантов заключается в объединении нескольких АС последовательного действия на смежные участки общего диапазона частот в АС параллельного действия с общим широкополосным трактом и ГКЧ. В этом случае все участки частотного диапазона просматриваются одновременно, а анализ спектра в каждом из них ведется последовательно. Структурная схема этого метода упрощается по сравнению с АС параллельного действия. По отношению к АС последовательного действия в m раз уменьшается время анализа.