37. Фильтровой анализатор спектра последовательного действия с элт.

ОТВЕТ ПОД СОМНЕНИЕМ, ТАК КАК СВЯЗЯННО ТУТ С ЭЛТ ТОЛЬКО СХЕМА.

ВЕРСИЯ 1ая (СХОЖА С 2ой ВЕРСИЕЙ НИЖЕ).

Анализаторы спектра последовательного действия

Анализаторы спектра последовательного типа могут быть без преобразования и с преобразованием частоты. Структурная схема АС без преобразования частоты приведена на рис. . В АС составляющие спектра выявляются и анализируются последовательно (поочередно). Для выявления составляющих спектра перестраивается собственная частота фильтра во всем, анализируемом, диапазоне частот. Такой анализ эффективен только для периодических и квазипериодических сигналов (по сравнению с временем анализа), а также стационарных случайных сигналов. Анализаторы последовательного действия проще в аппаратном отношении по сравнению с параллельными анализаторами.

Рис. 5.22

Недостатком АС без преобразования частоты является узкодиапазонность, что обусловлено невозможностью перестройки фильтра в широком интервале частот. Кроме того, процесс анализа не автоматизирован и имеет длительное время анализа.

Большинство АС реализуются с преобразованием частоты. Структурная схема анализатора последовательного типа с двойным преобразованием частоты и использованием перестраиваемого гетеродина приведена на рис. .

Рис. 5.23

Входной сигнал U_ΒΧ поступает на входное устройство ВУ анализато­ра, где преобразуется до нужного значения. При подаче сигнала с выхода ВУ на смеситель См₁ (на рис. показано пунктирной линией) могут возникнуть помехи по зеркальному каналу. Это обусловлено тем, что фильтр Ф не сможет различить два сигнала, если выполняется условие

fГКЧ – fC1 = fC2 – fГКЧ < ∆f,

(5.21)

где f_ГКЧ и f_C – частоты ГКЧ и сигнала; ∆f – полоса пропускания фильтра.

Для ослабления помех по зеркальному каналу в анализаторах последовательного типа применяется двойное преобразование частоты (рис. ). Первое преобразование частоты осуществляется с помощью гетеродина Г, перестраиваемого вручную и имеющего точную шкалу, и смесителя См₂. Смеситель перемножает входной сигнал с частотой f_C и сигнал гетеродина Г c частотой f_Г. Сигнал с выхода См₂ поступает на усилитель промежуточной частоты УПЧ, полоса пропускания которого для подавления помехи по зеркальному каналу должна быть больше максимальной ширины исследуемого спектра, а промежуточная частота – больше верхней частоты спектра. Усиленный сигнал промежуточной частоты f₁ поступает на один из входов смесителя См₁, на второй вход которого поступает сигнал с генератора качающейся частоты ГКЧ. Частота ГКЧ с помощью модулятора М изменяется по линейному закону. Модулятор представляет собой генератор линейно изменяющегося напряжения. На выходе смесителя См₂ образуется сигнал разностной частоты f₂

(5.22)

который выделяется фильтром Ф, настроенным на фиксированную промежуточную частоту f_Ф и имеющим узкую полосу пропускания 2∆f. Гармоники, частоты которых лежат в полосе пропускания фильтра f_Ф ± ∆f, после детектирования детектором Д усиливаются усилителем вертикального отклонения УВО, подаются на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. Одновременно с изменением частоты ГКЧ луч на экране ЭЛТ отклоняется по горизонтали, для чего напряжение модулятора подается на усилитель горизонтального отклонения УГО. Так как отклонение луча на экране ЭЛТ по вертикали пропорционально амплитуде (при использовании амплитудного детектора) гармоники, а по горизонтали – частоте гармоники, то на экране будет наблюдаться графическое изображение спектра частот входного сигнала.

Перестраиваемый по частоте гетеродин анализатора должен иметь широкий диапазон изменения частоты, стабильность диапа­зона частот и амплитуды, линейность модуляционной характерис­тики, малую паразитную амплитудную модуляцию, малые иска­жения формы кривой. Использование двух генераторов с изменяющейся частотой (гетеродина Г и генератора качающейся частоты ГКЧ) позволяет градуировать экран осциллографа по частоте, так как при изменении частоты первого гетеродина разметка шкалы не изменяется [9].

Рис. 5.24

В анализаторах спектра используют пиковые или среднеквадра­тичные детекторы, а иногда последовательное соединение средне­квадратичного и пикового детекторов. Для повышения точности анализаторов вместо электронно-лу­чевой трубки применяют регистрирующие приборы. Для получе­ния значений амплитуд спектра в логарифмическом масштабе (в дБ) перед регистрирующим прибором включают линейно-лога­рифмический преобразователь.

Примером анализатора спектра последовательного типа явля­ется анализатор С4-77 (рис. Рис. 5 .24), имеющий следующие характеристики: полоса анализируемых частот – 20 Гц... 600 кГц; полоса обзора – 50 Гц...200 кГц; полоса пропускания – 3 Гц...3 кГц; погрешность по амплитуде – ±0,8 дБ; погрешность по частоте – (10^-6f+ + Ω + 6) Гц, где f – измеряемая частота, Ω — полоса пропускания. Наличие цифровой памяти обеспечивает возможность запоминания и сравнения спектрограмм. Для повышения уровня автоматизации в приборе применены режимы связанных функций, ускоренного анализа и слежения, которые значительно повышают производительность измерений.

ВЕРСИЯ 2ая (СХОЖА С 1ой ВЕРСИЕЙ ВЫШЕ).

Анализаторы спектра последовательного действия.

          Структурная схема последовательного анализатора приведена на рис.8.6.

Рис. 8.6.

          Такая схема характеризуется узким диапазонном, что связано с невозможностью перестройки фильтра Ф в широком диапазоне частот без ухудшения селективных свойств, и  большим временем анализа Т_А.

          Использование перестраиваемых гетеродинов позволяет устранить многие недостатки вышеприведенной схемы.

          Структурная схема анализатора последовательного типа с использованием перестраиваемого гетеродина приведена на рис. 8.7.

Рис. 8.7.

          Входной сигнал U_ΒΧ поступает на входное устройство ВУ анализато­ра, где усиливается усилителем или ослабляется аттенюатором до нужного значения и поступает на смеситель СМ. Смеситель перемножает входной сигнал и сигнал гетеродина ГТ, частота которого изменяется по линейному закону с помощью модулятора М. На выходе смесителя ставится резонатор Р, выделяющий сигналы суммарной или разностной частоты гетеродина и входного сигнала. С резонатора сигнал поступает на детектор Д, далее на широкополосный усилитель вертикального отклонения УВО и индикатор, выполняемый обычно на электронно-лучевой трубке ЭЛТ. Одновременно с изменением частоты гетеродина луч отклоняется по горизонтали, для чего напряжение модулятора подается на усилитель горизонтального отклонения УГО.

          Перестраиваемый по частоте  гетеродин анализатора должен иметь широкий диапазон изменения частоты, стабильность диапа­зона частот и амплитуды, линейность модуляционной характерис­тики, малую паразитную амплитудную модуляцию, малые иска­жения формы кривой.