Спектроанализатор, работающий в реальном времени

Анализаторы, работающие в реальном времени, бывают много­канальными или на основе преобразования Фурье.

Многоканальный анализатор, работающий в реальном вре­мени, содержит набор фильтров с фиксированной полосой про­пускания (рис. 11.3), причем скаты соседних фильтров пересекаются на уровне 3 дБ. Входной сигнал подается одновременно на все фильтры, которые выделяют из него отдельные частот­ные компоненты. Электронное сканирующее устройство пооче­редно выделяет выходной сигнал каждого детектора и подает его на пластины вертикального отклонения ЭЛТ синхронно с сигналом, который управляет сканирующим устройством и по­дается также на пластины горизонтального отклонения. В ре­зультате амплитуды частотных составляющих образуют на экране ЭЛТ последовательность, определяемую сеткой частот.

Разрешение многоканального анализатора в реальном вре­мени ограничивается шириной полосы пропускания фильтров, а полный диапазон частот представляет собой полосу, которая перекрывается всеми фильтрами. Иначе говоря, он равен про­изведению числа фильтров на полосу пропускания каждого из них. Такой анализатор относительно'дорог, поскольку он содер­жит много фильтров, и не отличается гибкостью, так как каж­дый фильтр обладает фиксированным разрешением. Его пре­имущество состоит в том, что сигнал одновременно поступает на все фильтры, поэтому легко исключить влияние переходных процессов. Многоканальный анализатор имеет также более высокие характеристики, чем перестраиваемый по частоте при­бор, на постоянном токе и низких звуковых частотах, посколь­ку полосу пропускания фильтра можно сделать очень узкой для повышения разрешения. Если это сделать в сканирующем при­боре, придется уменьшить скорость сканирования частоты.

Анализатор с преобразованием Фурье определяет амплитуду и фазу каждой частотной составляющей с помощью серии по­следовательных измерений входного сигнала. В основу его ра­боты положена математическая операция преобразования Фурье, которая разлагает кривую на сумму синусоидальных гармоник. По результатам измерения вариаций сигнала -во времени рас­считываются амплитуды отдельных синусоид и косинусоид и строится график зависимости амплитуды от частоты. Матема­тическая формулировка преобразования Фурье имеет вид

Сканирующие логические анализаторы. Существует два основных типа сканирующих анализаторов: с перестройкой высокой частоты и супергетеродинные. Оба этих типа анализа­торов описаны ниже.

Блок-схема сканирующего анализатора спектра с перестрой­кой высокой частоты изображена на рис. 11.5. В нем применен фильтр с электронной перестройкой и очень узкой полосой пропускания. Фильтр управляется от генератора развертки, Рис. 11.5. Блок-схема сканирующего анализатора спектра с перестройкой вы­сокой частоты. который генерирует пилообразное напряжение. При этом цент­ральная частота фильтра сканирует от миниРисьного до макси­Рисьного значения. Гармоника входного сигнала проходит через фильтр, лишь если его полоса пропускания настроена на частоту этой гармоники, так что входная цепь выделяет поочередно каждую из гармоник. Сигнал, прошедший через фильтр, детек­тируется, усиливается и затем подается на пластины вертикаль­ного отклонения электронно-лучевой трубки. Частота, соответ­ствующая амплитуде сигнала в определенный момент времени, задается генератором развертки, который подключен к пласти­нам горизонтального отклонения ЭЛТ. Это позволяет получить на экране зависимость амплитуды входного сигнала от частоты.

Сканирующий анализатор спектра с перестройкой высокой частоты относительно дешев и чаще всего используется для из­мерений на сверхвысоких частотах, поскольку узкополосные перестраиваемые фильтры получили широкое распространения.