|
Тема 11. Анализаторы спектра сигналовОбщие сведения о спектрах сигналов
Во многих практических случаях возникает потребность представления сигналов не только во временной, но и в частотной области и измерения на этой основе параметров этих сигналов. В спектральной теории радиотехнических сигналов наибольшее распространение получили системы, в основу которых положен тригонометрический базис. В этом случае любая периодическая функция, для которой выполняется условие x(t) = x(t + nT), где Т – период, n – целое число; может быть представлена рядом Фурье одним из следующих видов:
где
Совокупность коэффициентов Сn называется амплитудно-частотным спектром, а совокупность φn – фазо-частотным спектром. Для спектрального анализа непериодических сигналов используется интеграл Фурье. Прямое преобразование Фурье позволяет переходить из временной области в частотную:
Обратное преобразование Фурье наоборот обеспечивает переход из частотной области во временную:
Фильтровые анализаторы спектра Анализатор спектра параллельного типа
Принцип действия анализатора спектра параллельного (одновременного) типа поясняется на (рис.11.1). В состав анализатора входят следующие элементы: - аттенюатор, предназначенный для согласования входного сопротивления анализатора с выходным сопротивлением источника сигнала и изменением уровня входного сигнала; - полосовые фильтры (ПФ) с полосой пропускания ∆fПФ, предназначенные для выделения участка спектра исследуемого сигнала; - детекторы (Дет), предназначенные для получения огибающей сигнала на выходах соответствующих полосовых фильтров; - индикатор.
Рисунок 11.1 – Структурная схема анализатора спектра параллельного типа Входной сигнал U(t), поступающий на вход анализатора после согласования по уровню, разделяется полосовыми фильтрами. Напряжение с выхода каждого фильтра после детектирования подается через коммутатор на индикатор. Количество фильтров n, необходимых для работы анализатора, равно
где ∆fC – полоса частот анализируемого сигнала. Время анализа параллельного анализатора (Та) определяется временем установления напряжения на выходе фильтра и зависит от полосы пропускания ПФ: Скорость параллельного анализатора зависит от числа фильтров:
Такие анализаторы могут измерять спектры любых сигналов, за короткое время позволяют анализировать весь спектр сигнала, но из-за большого числа фильтров сложны при реализации и обладают большими габаритными размерами. Анализаторы спектра последовательного типа
Принцип действия анализатора спектра последовательного типа состоит в выделении отдельных составляющих спектра сигнала с помощью одного полосового фильтра путем перестройки его резонансной частоты (рис.11.2). Основными элементами анализатора спектра с перестраиваемым фильтром является аттенюатор, перестраиваемый полосовой фильтр, детектор, индикатор, генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН). Закономерность изменения резонансной частоты полосового фильтра и напряжение развертки индикатора определяются одним устройством – ГЛИН, что обеспечивает своевременный вывод амплитуды соответствующей гармоники на горизонтальную линию индикатора.
Рисунок 11.2 – Структурная схема анализатора с перестраиваемым фильтром В таких анализаторах можно исследовать только сигналы, спектр которых за время анализа, т.е. за время перестройки фильтра в полосе обзора, не изменяется. Это периодически повторяющиеся сигналы. Недостаток: перестройка резонансной частоты полосового фильтра приводит к изменению его добротности Q (добротности контура), что в свою очередь приводит к изменению амплитуды отклика и полосы пропускания.
Цифровые анализаторы спектра
В настоящее время применяются три разновидности цифровых анализаторов спектра, основой которых является преобразование сигнала в цифровой код и вычисление составляющих спектра с помощью цифровых вычислительных устройств. |
||
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы infopedia.su не принадлежат авторские права, размещенных материалов. Все права принадлежать их авторам. Обратная связь - 54.162.10.211 |
(11.1)
(11.2)
(11.3)
(11.4)
(11.5)
(11.6)
(11.7)
