Spektra analizatori ir viens no svarīgiem testiem, ko izmanto mērīšanai frekvences un daudzi citi parametri. Interesanti, ka spektra analizatorus izmanto, lai mērītu zināmos signālus un atrastu nezināmos signālus. Pateicoties precizitātei, spektra analizators ir ieguvis daudz lietojumu elektrisko un elektronisko mērījumu jomā. To izmanto, lai pārbaudītu daudzas shēmas un sistēmas. Šīs shēmas un sistēmas darbojas radiofrekvenču līmeņos.
Ar dažādu modeļu konfigurāciju šai ierīcei ir sava daudzpusība instrumentu un mērījumu jomā. Tam ir dažādas specifikācijas, izmēri un tas pat ir pieejams, pamatojoties uz konkrētām lietojumprogrammām. Ierīces izmantošana vienmērīgi augstfrekvences diapazonā ultrafrekvences līmenī pašlaik tiek pētīta. To var pat savienot ar datorsistēmu, un mērījumus var ierakstīt digitālajā platformā.
Kas ir spektra analizators?
Spektra analizators būtībā ir pārbaudes instruments, kas radiofrekvenču diapazonā mēra dažādus parametrus ķēdē vai sistēmā. Parastas testēšanas iekārtas gabals izmērītu daudzumu, pamatojoties uz tā amplitūdu attiecībā pret laiku. Piemēram, voltmetrs mēra sprieguma amplitūdu, pamatojoties uz laika domēnu. Tātad mēs iegūsim sinusoidālu līkni Maiņstrāvas spriegums vai taisna līnija Līdzstrāvas spriegums . Bet spektra analizators izmērīs daudzumu amplitūdas un frekvences izteiksmē.
Frekvences domēna atbilde
Kā parādīts diagrammā, spektra analizators mēra amplitūdu frekvenču apgabalā. Augsta pīķa signāli atspoguļo lielumu, un starp tiem mums ir arī trokšņa signāli. Mēs varam izmantot spektra analizatoru, lai novērstu trokšņa signālus un padarītu sistēmu efektīvāku. Signāls pret trokšņu slāpēšanas koeficientiem (SNR) mūsdienās ir viena no svarīgākajām elektronisko lietojumu iezīmēm. Piemēram, austiņām ir trokšņu slāpēšanas aspekts. Šādu iekārtu testēšanai tiek izmantoti spektra analizatori.
Analizatora bloka diagramma
Blokshēma
Spektra analizatora blokshēma ir parādīta iepriekš. Tas sastāv no ieejas vājinātāja, kas vājina ieejas radio frekvences signālu. Lai novērstu pulsācijas saturu, vājinātais signāls tiek padots zemfrekvences filtram.
Filtrētais signāls tiek sajaukts ar sprieguma noregulētu oscilatoru un tiek ievadīts pastiprinātājā. The pastiprinātājs tiek ievadīts katodstaru osciloskopā. No otras puses mums ir arī slaucīšanas ģenerators. Abi tiek padoti CRO vertikālām un horizontālām novirzēm.
Spektra analizatora darba princips
Spektra analizators fundamentāli mēra signāla spektra saturu, t.i., padod to analizatoram. Piemēram, ja mēs mērām filtra izvadi, teiksim, zemfrekvences filtru, tad spektra analizators izmērīs izejas filtra spektra saturu frekvenču jomā. Šajā procesā tā arī izmēra trokšņa saturu un parāda to CRO,
Kā parādīts bloku diagrammā, spektra analizatora darbību var pamatoti klasificēt kā katodstaru osciloskopa vertikālās un horizontālās slaucīšanas radīšanu. Mēs zinām, ka izmērītā signāla horizontālā slaucīšana būtu attiecībā pret frekvenci un vertikālā slaucīšana - attiecībā pret tā amplitūdu.
Strādā
Lai iegūtu izmērītā signāla horizontālo slaucīšanu, signāls radiofrekvenču līmenī tiek ievadīts ieejas vājinātājā, kas vājina signālu radiofrekvenču līmenī. Vājinātāja izeja tiek padota zemfrekvences filtram, lai novērstu signālu pulsācijas saturu. Tad tas tiek padots pastiprinātājam, kas pastiprina signāla lielumu līdz noteiktam līmenim.
Šajā procesā tas tiek sajaukts arī ar oscilatora izeju, kas ir noregulēta noteiktā frekvencē. Oscilators palīdz ģenerēt barotās viļņu formas maiņu. Pēc sajaukšanās ar oscilatoru un pastiprināšanu signāls tiek padots horizontālajam detektoram, kas pārveido signālu frekvenču apgabalā. Šeit spektra analizatorā signāla spektrālais daudzums ir attēlots frekvenču apgabalā.
Vertikālajai slaucīšanai nepieciešama amplitūda. Lai iegūtu amplitūdu, signāls tiek virzīts uz sprieguma noregulēto oscilatoru. Sprieguma noregulētais oscilators tiek noregulēts radiofrekvenču līmenī. Parasti, lai iegūtu oscilatoru ķēdes, tiek izmantoti rezistori un kondensatori. Tas ir pazīstams kā RC oscilatori. Oscilatora līmenī signāls tiek novirzīts par 360 grādiem. Šai fāzes nobīdei tiek izmantoti dažāda līmeņa RC ķēdes. Parasti mums ir 3 līmeņi.
Dažreiz pat transformatorus izmanto arī fāzes maiņas nolūkos. Vairumā gadījumu oscilatoru frekvenci kontrolē arī, izmantojot rampas ģeneratoru. Rampas ģenerators dažreiz tiek savienots arī ar impulsa platuma modulatoru, lai iegūtu impulsu rampu. Oscilatora izeja tiek virzīta uz vertikālo slaucīšanas ķēdi. Kas nodrošina amplitūdu katodstaru osciloskopā.
Spektra analizatora veidi
Spektra analizatorus var iedalīt divās kategorijās. Analogais un digitālais
Analogā spektra analizators
Analogā spektra analizatoros tiek izmantots superheterodīna princips. Tos sauc arī par slaucītiem vai slaucītiem analizatoriem. Kā parādīts bloku diagrammā, analizatoram būs dažādas horizontālās un vertikālās slaucīšanas ķēdes. Lai parādītu izeju decibelos, pirms horizontālās slaucīšanas ķēdes tiek izmantots arī logaritmiskais pastiprinātājs. Video satura filtrēšanai ir paredzēts arī video filtrs. Izmantojot rampas ģeneratoru, katrai frekvencei tiek piešķirta unikāla displeja vieta, pēc kuras tā var parādīt frekvences reakciju.
Digitālais spektra analizators
Digitālā spektra analizators sastāv no ātriem Furjē transformācijas (FFT) blokiem un analogo uz ciparu pārveidotāju (ADC) blokiem, lai pārveidotu analogo signālu ciparu signālā. Pēc blokshēmas attēlojuma
Digitālais spektra analizators
Kā parādīts bloku diagrammas attēlojumā, signāls tiek padots vājinātājam, kas vājina signāla līmeni, un pēc tam tiek padots LPF, lai novērstu pulsācijas saturu. Tad signāls tiek novadīts uz analogo ciparu pārveidotāju (ADC), kas pārveido signālu uz digitālo domēnu. Digitālais signāls tiek ievadīts FFT analizatorā, kas pārveido signālu frekvenču apgabalā. Tas palīdz izmērīt signāla frekvences spektru. Visbeidzot, tas tiek parādīts, izmantojot CRO.
Analizatora priekšrocības un trūkumi
Tam ir daudz priekšrocību, jo tas mēra radiofrekvenču diapazona signāla spektrālo daudzumu. Tas nodrošina arī vairākus mērījumus. Vienīgais trūkums ir tā izmaksas, kas ir augstākas, salīdzinot ar parastajiem parastajiem skaitītājiem.
Analizatora lietojumi
Spektra analizatoru, ko galvenokārt izmanto testēšanai, var izmantot dažādu lielumu mērīšanai. Visi šie mērījumi tiek veikti radiofrekvenču līmenī. Bieži izmērītie lielumi, izmantojot spektra analizatoru, ir
- Signāla līmeņi - Signāla amplitūdu, pamatojoties uz frekvences domēnu, var izmērīt, izmantojot spektra analizatoru
- Fāzes troksnis - Tā kā mērījumi tiek veikti frekvenču apgabalā un tiek mērīts spektrālais saturs, fāzes troksni var viegli izmērīt. Tas parādās kā viļņošanās katodstaru osciloskopa izvadā.
- Harmonisks sagrozījums - Tas ir galvenais faktors, kas jānosaka signāla kvalitātei. Balstoties uz harmonisko kropļojumu, tiek aprēķināts kopējais harmoniskais kropļojums (THD), lai novērtētu signāla jaudas kvalitāti. Signāls jāsaglabā no sagas un pietūkumiem. Harmonisko kropļojumu līmeņa samazināšana ir pat svarīga, lai izvairītos no nevajadzīgiem zaudējumiem.
- Intermodulācijas deformācija - Modulējot signālu, vidējā līmenī, pamatojoties uz amplitūdas (amplitūdas modulācijas) vai frekvences (frekvences modulācijas) traucējumiem. Jāizvairās no šī traucējuma, lai būtu apstrādāts signāls. Šim nolūkam intermodulācijas traucējumu mērīšanai izmanto spektra analizatoru. Kad deformācija ir samazināta, izmantojot ārējās ķēdes, signālu var apstrādāt.
- Neīstie signāli - Tie ir nevēlami signāli, kas jāatklāj un jānovērš. Šos signālus nevar izmērīt tieši. Tie nav zināmi signāli, kas jāmēra.
- Signāla biežums - Tas ir arī svarīgs novērtējamais faktors. Tā kā analizatoru izmantojām radiofrekvenču līmenī, frekvenču josla ir ļoti augsta, un kļūst svarīgi izmērīt katra signāla frekvences saturu. Šim spektram īpaši tiek izmantoti analizatori.
- Spektrālās maskas - Spektra analizatori ir noderīgi, lai analizētu spektrālās maskas
Tādējādi mēs esam redzējuši darba principu, dizainu, priekšrocības un pielietojumu spektrs analizators. Ir jādomā, kā saglabāt mērāmos datus spektra analizatorā? Un kā to pārsūtīt uz citiem nesējiem, piemēram, datoru, turpmākai mērīšanai.
