2.1. Основнi характеристики аналiзатора спектра

До основних параметрiв аналiзатора спектра належать: дiапазон частот i смуги огляду, смуга пропускання приладу на рiвнi 3 дБ (визначає роздiльну здатнiсть, а сумiсно з дiапазоном частот – i час аналiзу), похибка вимiрювання частоти й частотних iнтервалiв, чутливiсть, динамiчний дiапазон, межi вимiрюваних напруг.

Робочий дiапазон частот – це дiапазон частот, в якому здійснюється аналiз спектра. Вiн визначається максимальними й мiнiмальними частотами настройки вузлiв аналiзатора й допомiжних пристроїв (генератора частотних мiток, частотомiра).

Чутливiсть – це здатнiсть аналiзатора реєструвати слабкi сигнали; вона обмежена шумами, якi генеруються всерединi приладу.

Динамiчний дiапазон – це вiдношення максимального й мiнiмального сигналiв, якi можуть одночасно спостерiгатись на екранi без помiтних спотворень.

Роздiльна здатнiсть f_Р – це мiнiмальна вiдстань за частотою мiж двома сусiднiми складовими в спектрi сигналу (з рiвними амплiтудами), при якiй вiдповiднi їм лiнiї на екранi аналiзатора спостерiгаються окремо (рис. 5.4): f_Р=f₁-f₂, при цьому лiнiї вважаються роздiльними, якщо (у₁/у₂)>2.

Рис. 5.4. а) спектр сигналу; б) вiдповiднi до спектра сигналу викиди (лiнiї) на екранi аналiзатора.

Час аналiзу – це час, протягом якого одержують зображення дослiджуваного спектра на екранi аналiзатора. За цей час вiдбувається змiна частоти напруги в генераторi ГКН вiд мiнiмального до максимального значення. Час аналiзу обернено пропорцiйний до квадрата роздiльної здатностi. Чим вища роздiльна здатнiсть (менше значення f_Р), тим бiльшим повинен бути час аналiзу.

2.2. Призначення та основнi технiчнi данi приладу ск4-56

Аналiзатор спектра СК4-56 призначений для вимiрювання параметрiв спектра стацiонарних електричних сигналiв i рiвнiв слабких сигналiв у дiапазонi частот 10 Гц – 60 кГц.

Iз зовнiшнiм гетеродином аналiзатор може бути використаний для аналiзу вузькосмугових спектрiв у дiапазонi частот 0,06 – 300 МГц.

Аналiзатор спектра СК4-56 є супергетеродинним аналiзатором послiдовного типу. Блок-схема та принцип роботи такого типу аналiзатора наведенi вище.

Основнi галузi застосування приладу:

• вимiрювання спектра перiодичних сигналiв за амплiтудою й частотою в абсолютних i вiдносних одиницях;

• вимiрювання спектра шумового сигналу;

• вимiрювання нелiнiйних спотворень чотириполюсникiв;

• вимiрювання амплiтудно-частотних характеристик чотириполюсникiв;

• вимiрювання механiчних характеристик за допомогою датчикiв;

• вимiрювання спектра шуму й паразитних складових поблизу несучої частоти;

• вимiрювання АМ- i ЧМ- сигналiв із малим iндексом модуляцiї й нелiнiйних спотворень сигналу передавальних пристроїв у дiапазонi частот 0,05 – 300 МГц.

2.3. Деякi технiчнi данi аналiзатора ск4-56

1) Дiапазон частот аналiзатора вiд 0,01 до 60 кГц.

2) Похибка вимiрювання частоти вхiдного синусоїдного сигналу (у герцах) не перевищує значення, обчисленого за формулою:

,

де f – вимiрювана частота, Гц; П – номiнальне значення встановленої смуги пропускання, Гц.

3) Перестройка частоти в межах дiапазону частот вiд 0,01 до 60 кГц забезпечується ручками ЧАСТОТА kHz при мiнiмальнiй смузi огляду.

4) Номiнальне значення смуг огляду при автоматичнiй розгортцi встановлюється в межах вiд 50 Гц до 50 кГц дискретно з кроком 1, 2, 5. Пiд номiнальним значенням смуги огляду розумiється оцифроване значення перемикача ОБЗОР kHZ/ДЕЛЕН., помножене на 10.

5) Смуги пропускання (фiксованi номiнальнi значення) на рiвнi мiнус 3 дБ дорiвнюють 3; 10; 30; 100; 300 Гц.

6) Кiнцевi значення шкали для вимiрювання ефективного значення напруги синусоїдного сигналу змiнюються в залежностi вiд положення перемикача НОМИНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ у таких межах:

• у лiнiйному масштабi – вiд 80 нВ до 80 мВ;

• у логарифмiчному масштабi – вiд мiнус 80 до плюс 10 дБ*В.

Лiнiйний або логарифмiчний масштаб встановлюється тумблером ЛИНЕЙН.ЛОГ.

7) Вхiдний активний опiр аналiзатора на входi "0,01-60 kHz" – 100±15 кОм, вхiдна ємнiсть не бiльша 50 пФ; на входi "0,06 – 300 MHz" вхiдний активний опiр 50±30 Ом на частотi 500 кГц.

8) Аналiзатор має три види розгортки в залежностi вiд положення перемикача РАЗВЕРТКА:

• АВТ. – перiодична розгортка з тривалiстю прямого ходу вiд 0,02 до 10 c, яка встановлюється дискретно з послiдовнiстю 1, 2, 5. Похибка часу розгортки не бiльша 30%. У положеннi МАКС. перемикача S/ДЕЛЕН. час розгортки не менше 30 с. Тривалicть прямого ходу розгортки дорiвнює значенню оцифрованого положення перемикача S/ДЕЛЕН., помноженому на 10.

• ОДИН. – однократна розгортка. Запуск здiйснюється кнопкою з поверненням у початковий стан. В автоматичному та однократному видах розгортки повинен бути режим зупинення розгортки в точцi, положення якої регулюється ручкою РУЧНАЯ в межах всiєї лiнiї розгортки. У крайнiх положеннях ручки РУЧНАЯ зупинення розгортки вiдсутнє.

• РУЧ. – ручна розгортка. Ручка РУЧНАЯ забезпечує перенастройку в усьому iнтервалi автоматичної розгортки.

9) В аналiзаторi передбаченi три режими iндикацiї зображення на екранi ЕПТ, якi встановлюються перемикачем ПАМЯТЬ:

• ОТКЛ. – режим із вимиканням пам'ятi. Iндикатор працює в осцилографiчному режимi.

• ПЕРИОДИЧ. – режим із перiодичним записом i стиранням зображення. Запис зображення вiдбувається пiд час прямого ходу розгортки, а стирання – пiд час зворотного ходу.

• ДЛИТ. – режим із тривалою пам'яттю. На екранi неперервно записується i зберiгається зображення. Час збереження зображення не менше 100 c. При натисненнi кнопки "" вiдбувається стирання записаного зображення.

У В А Г А !

Для того, щоб запобiгти пошкодженню електронно-променевої трубки, вмикати кнопки ПАМЯТЬ можна тiльки при мiнiмальнiй яскравостi променя (ручка "*" в крайньому лiвому положеннi), а потiм встановлювати оптимальну яскравiсть.

У режимi ПАМЯТЬ працювати з часом розгортки не менше 0,1 S/ДЕЛЕН. При переходi з режима ПАМЯТЬ ОТКЛ. в режим ПЕРИОДИЧ. або ДЛИТ. необхiдно спочатку натиснути кнопку ПАМЯТЬ ДЛИТ., стерти запис кнопкою "", а потiм увiмкнути режим ПАМЯТЬ ПЕРИОДИЧ.

10) Перед вимiрюваннями необхiдно вiдкалiбрувати прилад. Калiбрування здiйснюється при вмиканнi тумблера КАЛИБР. АМПЛ. в положення "80 mV 10 kHz". При цьому на вхiд вхiдного пристрою аналiзатора подається сигнал амплiтудою 80 мВ i частотою 10 кГц з калiбратора.

Вiдповiдно до того, який масштаб сiтки на ЕПТ використовується при вимiрюваннях – лiнiйний чи логарифмiчний – здiйснюють калiбрування лiнiйної або логарифмiчної шкали. Iснує ще калiбрування приладу за частотою, яке здiйснюється перед вимiрюваннями амплiтудно-частотних характеристик чотириполюсникiв. Як здiйснювати калiбрування лiнiйної шкали, описано в другому та третьому пунктах " Завдання " до даної роботи, а решта способiв детально описується в iнструкцiї з експлуатацiї приладу СК4-56.