Spektro analizatoriai yra vienas iš svarbių bandymų, kurie naudojami matuojant dažniai ir daug kitų parametrų. Įdomu tai, kad spektro analizatoriai naudojami žinomiems signalams matuoti ir randami nežinomi signalai. Dėl savo tikslumo spektro analizatorius įgijo daugybę pritaikymų elektrinių ir elektroninių matavimų srityje. Jis naudojamas daugeliui grandinių ir sistemų išbandyti. Šios grandinės ir sistemos veikia radijo dažnio lygiu.
Su skirtingomis modelių konfigūracijomis šis prietaisas turi savo universalumą prietaisų ir matavimo srityje. Jis pateikiamas su skirtingomis specifikacijomis, dydžiais ir netgi galimas atsižvelgiant į konkrečias programas. Šiuo metu atliekami moksliniai tyrimai apie prietaiso naudojimą tolygiai aukšto dažnio diapazone, esant aukštajam dažniui. Jį galima net prijungti prie kompiuterio sistemos, o matavimus įrašyti į skaitmeninę platformą.
Kas yra spektro analizatorius?
„Spectrum Analyzer“ iš esmės yra bandymo priemonė, matuojanti įvairius grandinės ar sistemos parametrus radijo dažnių diapazone. Normalios bandymo įrangos dalis matuos kiekį pagal jo amplitudę laiko atžvilgiu. Pavyzdžiui, voltmetras matuotų įtampos amplitudę pagal laiko sritį. Taigi gausime sinusinę kreivę Kintamosios srovės įtampa arba tiesi linija Nuolatinė įtampa . Tačiau spektro analizatorius dydį matuotų amplitudės ir dažnio atžvilgiu.
Dažnio domeno atsakymas
Kaip parodyta diagramoje, spektro analizatorius matuoja amplitudę dažnio srityje. Aukšto piko signalai atspindi dydį, o tarp jų taip pat turime triukšmo signalus. Mes galime naudoti spektro analizatorių, kad pašalintume triukšmo signalus ir padarytume sistemą efektyvesnę. Signalo ir triukšmo panaikinimo faktoriai (SNR) yra viena iš svarbiausių šių dienų elektroninių programų savybių. Pavyzdžiui, ausinės turi triukšmo slopinimo aspektą. Tokiai įrangai išbandyti naudojami spektro analizatoriai.
Analizatoriaus blokinė schema
Bloko schema
Spektro analizatoriaus blokinė schema parodyta aukščiau. Jį sudaro įvesties slopintuvas, kuris silpnina įvestą radijo dažnio signalą. Susilpnintas signalas tiekiamas į žemų dažnių filtrą, kad būtų pašalintas bangų kiekis.
Filtruotas signalas sumaišomas su įtampa suderintu osciliatoriumi ir tiekiamas į stiprintuvą. stiprintuvas paduodamas į katodinių spindulių osciloskopą. Kitoje pusėje mes taip pat turime valymo generatorių. Abu jie tiekiami į CRO vertikaliems ir horizontaliems įlinkiams.
Spektro analizatoriaus darbo principas
Spektro analizatorius iš esmės matuoja signalo spektro kiekį, t. Y. Tiekiamą į analizatorių. Pvz., Jei mes matuojame filtro išvestį, tarkime, žemo dažnio filtrą, tada spektro analizatorius išmatuos išėjimo filtro spektro kiekį dažnio srityje. Šiame procese ji taip pat matuotų triukšmo kiekį ir rodytų jį CRO,
Kaip parodyta blokinėje diagramoje, spektro analizatoriaus veikimą iš esmės galima suskirstyti į katodinių spindulių osciloskopo vertikalų ir horizontalų šlavimą. Mes žinome, kad išmatuoto signalo horizontalus greitis būtų dažnio atžvilgiu, o vertikalus - jo amplitudės atžvilgiu.
Dirba
Norint išmatuoti išmatuoto signalo horizontalią bangą, radijo dažnio lygio signalas tiekiamas įėjimo slopintuvui, kuris silpnina signalą radijo dažnio lygiu. Slopintuvo išvestis tiekiama į žemo dažnio filtrą, kad būtų pašalintas bet koks signalo bangavimas. Tada jis tiekiamas į stiprintuvą, kuris sustiprina signalo dydį iki tam tikro lygio.
Šiame procese jis taip pat sumaišomas su osciliatoriaus išėjimu, kuris yra sureguliuotas tam tikru dažniu. Osciliatorius padeda sukurti kintamą paduodamos bangos formą. Sumaišius su osciliatoriumi ir sustiprinus, signalas tiekiamas į horizontalųjį detektorių, kuris konvertuoja signalą į dažnio sritį. Čia spektro analizatoriuje dažnio srityje pavaizduotas signalo spektrinis dydis.
Vertikaliam valymui reikalinga amplitudė. Norint gauti amplitudę, signalas tiekiamas į įtampą reguliuojantį osciliatorių. Įtampos reguliuojamas osciliatorius sureguliuojamas radijo dažnio lygiu. Paprastai, norint gauti osciliatoriaus grandines, naudojami rezistorių ir kondensatorių deriniai. Tai vadinama RC osciliatoriais. Osciliatoriaus lygyje signalas fazę perkelia 360 laipsnių. Šiam fazių poslinkiui naudojamos skirtingo lygio RC grandinės. Paprastai mes turime 3 lygius.
Kartais net transformatoriai taip pat naudojami fazių keitimo tikslais. Daugeliu atvejų osciliatorių dažnis taip pat valdomas naudojant rampos generatorių. Rampos generatorius taip pat kartais prijungiamas prie impulso pločio moduliatoriaus, kad gautų impulsų rampą. Osciliatoriaus išvestis tiekiama į vertikalią šlavimo grandinę. Kuris suteikia amplitudę katodinių spindulių osciloskope.
Spektro analizatoriaus tipai
Spektro analizatorius galima suskirstyti į dvi kategorijas. Analoginis ir skaitmeninis
Analoginio spektro analizatorius
Analoginio spektro analizatoriai naudoja superheterodino principą. Jie taip pat vadinami nušluotais arba nušluojamais analizatoriais. Kaip parodyta blokinėje diagramoje, analizatorius turės skirtingas horizontalias ir vertikalias valymo grandines. Norint parodyti išvestį decibelais, prieš horizontalią šlavimo grandinę taip pat naudojamas logaritminis stiprintuvas. Taip pat pateikiamas vaizdo filtras, skirtas filtruoti vaizdo įrašo turinį. Naudojant rampos generatorių, kiekvienam dažniui suteikiama unikali vieta ekrane, pagal kurią jis gali parodyti dažnio atsaką.
Skaitmeninis spektro analizatorius
Skaitmeninis spektro analizatorius susideda iš greitų Furjė transformacijos (FFT) blokų ir analoginių į skaitmeninius keitiklių (ADC) blokų, skirtų analoginiam signalui paversti skaitmeniniu signalu. Pagal blokinės diagramos vaizdą
Skaitmeninis spektro analizatorius
Kaip parodyta blokinės schemos pavidalu, signalas tiekiamas į slopintuvą, kuris susilpnina signalo lygį, ir tada tiekiamas į LPF, kad būtų pašalintas pulsacijos turinys. Tada signalas tiekiamas į analoginį į skaitmeninį keitiklį (ADC), kuris konvertuoja signalą į skaitmeninę sritį. Skaitmeninis signalas tiekiamas į FFT analizatorių, kuris konvertuoja signalą į dažnio sritį. Tai padeda išmatuoti signalo dažnio spektrą. Galiausiai jis rodomas naudojant CRO.
Analizatoriaus privalumai ir trūkumai
Tai turi daug privalumų, nes matuoja radijo dažnių diapazone esančio signalo spektrinį dydį. Taip pat pateikiama keletas matavimų. Vienintelis trūkumas yra jo kaina, kuri yra didesnė, palyginti su įprastais įprastais skaitikliais.
Analizatoriaus programos
Spektro analizatorius, kuris iš esmės naudojamas bandymams, gali būti naudojamas įvairiems dydžiams matuoti. Visi šie matavimai atliekami radijo dažnio lygiu. Dažnai išmatuoti dydžiai naudojant spektro analizatorių yra
- Signalo lygiai - Signalo amplitudę pagal dažnio sritį galima išmatuoti naudojant spektro analizatorių
- Fazinis triukšmas - Kadangi matavimai atliekami dažnio srityje ir matuojamas spektro kiekis, fazinį triukšmą galima lengvai išmatuoti. Jis pasirodo kaip bangavimas katodinių spindulių osciloskopo išvestyje.
- Harmoninis iškraipymas - Tai yra pagrindinis veiksnys, kurį reikia nustatyti signalo kokybei. Remiantis harmoniniu iškraipymu, apskaičiuojamas bendrasis harmoninis iškraipymas (THD), siekiant įvertinti signalo galios kokybę. Signalas turi būti išsaugotas nuo sugriuvimų ir patinimų. Harmoninių iškraipymų lygio sumažinimas yra netgi svarbus, kad būtų išvengta nereikalingų nuostolių.
- Intermoduliacijos iškraipymas - Moduliuojant signalą, remiantis amplitudės (amplitudės moduliacijos) arba dažnio (dažnio moduliacijos) iškraipymai yra sukeliami tarpiniame lygyje. Šio iškraipymo reikia vengti, kad būtų apdorotas signalas. Tam intermoduliacijos iškraipymui matuoti naudojamas spektro analizatorius. Kai iškraipymas sumažinamas naudojant išorines grandines, signalą galima apdoroti.
- Netikri signalai - Tai nepageidaujami signalai, kuriuos reikia aptikti ir pašalinti. Šie signalai negali būti matuojami tiesiogiai. Tai nežinomas signalas, kurį reikia išmatuoti.
- Signalo dažnis - Tai taip pat svarbus faktorius, kurį reikia įvertinti. Kadangi analizatorių naudojome radijo dažnių lygyje, dažnių juosta yra labai didelė, todėl tampa svarbu išmatuoti kiekvieno signalo dažnio turinį. Šiam spektrui specialiai naudojami analizatoriai.
- Spektrinės kaukės - Spektro analizatoriai taip pat naudingi analizuojant spektrines kaukes
Taigi mes matėme darbo principą, dizainą, pranašumus ir taikymą spektrą analizatorius. Reikia pagalvoti, kaip kaupti matuojamus duomenis spektro analizatoriuje? Ir kaip jį perkelti į kitas laikmenas, pavyzdžiui, kompiuterį, kad būtų galima toliau matuoti.
