2.2. Что такое параллельный анализатор спектра? Какое основное преимущество параллельного анализатора? Почему у него ограничена разрешающая способность?

Применяют в основном при исследовании одиночных импульсных сигналов. При параллельном анализе применяют несколько полосовых фильтров, каждый из которых настроен на определённую частоту. Сигнал подаётся на все фильтры сразу. Они имеют

идентичные АЧХ, но расположенные на разных частотах. Спектральные составляющие после детектирования поступают на регистрирующее устройство. Основные преимущества: 1)возможность исследовать любые сигналы; 2)высокая скорость анализа; 3) отсутствие динамических искажений. Однако разрешающая способность определяется полосой пропускания каждого фильтра и поэтому достаточно ограничена.

2.3. Приведите закон изменения частоты гетеродина последовательного анализатора спектра. Какие параметры АС определяет вид этой зави­симости? Как влияет отклонение от этого закона на разрешающую способность? Какие требования необходимо выполнить для получения неискажен­ного спектра периодического сигнала на экране последовательного АС?

Частота гетеродина изменяется линейно по пилообразному закону. Вид этой зависимости определяет рабочий диапазон частот, разрешающую способность, а так же точность определения частоты составляющих. В случае отклонения от заданного линейного закона наблюдается ухудшение разрешающей способности, т.к. происходит искажение формы отклика. Чтобы получить на экране АС неискажённый спектр, необходимо обеспечить: 1) линейный закон изменения частоты гетеродина; 2)постоянство АЧХ перестраиваемого фильтра на всём диапазоне частот; 3)широкий диапазон перестройки фильтра

2.5. Перечислите основные параметры анализатора спектра после­дова­тельного типа. Что такое динамический диапазон? Почему он не ра­вен диапазону измеряемых амплитуд?

• рабочий диапазон частот

• чувствительность (ограниченный шумами, минимальный уровень спектральной составляющей, которую можно наблюдать на спектрограмме)

• разрешающая способность (способность воспринимать отдельно две близко стоящие составляющие)

• полоса обзора и пределы её регулировки (ширина полосы частот, которую можно наблюдать одновременно)

• максимальный уровень сигнала, отображаемый без искажений

• динамический диапазон сигнала (соотношение между амплитудами максимальной и минимальной гармоники, при которых спектр отображается без искажений)

Этот диапазон не равен диапазону измеряемых амплитуд, потому что в АС большие и маленькие гармоники подаются одновременно и искажения, вызванные большими, оказывают влияние и на маленькие

• время анализа и диапазон его изменения

2.6. Что такое статическая разрешающая способность АС последова­тельного типа? Как она связана с полосой УПЧ? Почему динамическая разрешающая способность анализатора спек­тра последовательного типа хуже статической? Какие условия надо выполнить, чтобы обеспечить их примерное соответствие?

Стат. разрешающая способность – минимальное расстояние между двумя равными составляющими, которые создают два отклика с заданным провалом, измеряемые при медленном обзоре. Разр.спос. определяется полосой пропускания УПЧ, т.к. именно с ней связана форма отклика на экране. Для оценки используют эмпирическое соотношение: . Динамические искажения уменьшают разрешающую способность, т.к. при высоких скоростях развёртки импульс становится меньше и шире. Эти искажения начнут проявляться, когда время пребывания частоты в переделах пропускания УПЧ будет соизмеримо с длит. ПП в фильтре Чтобы свести динамические искажения к минимуму и обеспечить примерное соответствие статической и динамической разрешающей способности необходимо правильно подобрать основные параметры АС: время развёртки, полоса УПЧ, дин.диапазон.

2.7. Какие методы применяют при измерении амплитуд гармоник на эк­ране анализатора спектра последовательного типа? Чем определяет­ся точность этих методов? Как производится измерение частот гармоник на экране анализа­тора спектра? Поясните метод стоп-метки, применяемый для измерения частоты на экране анализатора спектра?

1) метод калиброванных шкал. Необходима калибровка при заранее установленных параметрах (время развёртки, полоса УПЧ, дин. диапазон): при помощи эталонного сигнала с известной амплитудой спектральной составляющей. Особенности: можно одновременно наблюдать и сигнал и спектр.

Этот метод также возможно применять для измерения частоты, но калибровка производится спец. калибрационным сигналом с фиксированным расстоянием между гармониками или видеоимпульсом (на НЧ).

Точность определяется корректностью калибровки и точностью визуального определения величины и частоты гармоники при измерении.

2) метод стоп-метки. На напряжении генератора развёртки формируется плоская ступенька и в этот момент на экране появляется яркая точка. В момент остановки частоты вырабатывается импульс, запускающий частотомер (при этом время измерения не должно превышать длительность ступеньки). Для прямых измерении используется система следящего генератора. f_г=f_упч

в момент остановки: f_с = f_г - f_упч

+ точность выше

-- растёт время анализа

2.8 .Укажите области использования стандартных анализаторов спек­тра. Как измеряют АЧХ с использованием АС последовательного типа? Какие особенности имеет исследование спектров импульсов с большим периодом повторения? Какие параметры сигнала измеряют с помощью последовательного АС в этом случае?

Области применения АС: 1)измерение амплитуд и частот лин. спектров сигналов; 2)измерение по виду спектра параметров модуляции; 3) измерение шумовых параметров устройств и характеристик шумов в частотном диапазоне; 4)исследование спектров квазисинусоидальных сигналов, оценка качества их формы; 5)измерение нелинейных и интермодуляционных искажении; 6)исследование сигналов с большим периодом повторения.

При исследовании импульсов с большим периодом повторения: расстояние между гармониками уменьшается вместе с ростом периода и при равенстве периода и времени анализа получаем последовательнсть реакции на каждый входной импульс. Т.к. ПП УПЧ много меньше ширины спектра такого сигнала, то фильтр вырезает из спектральной плотности сигнала узкую полосу – т.е. мы будем наблюдать форму спектральной плотности одиночного импульса.

Измерение АЧХ возможно на АС при использовании следящего генератора. Выходной сигнал генератора будет равен частоте настройки анализатора в любой момент времени. Если между выходом генератора и входом анализатора включить устройство с неравномерной АЧХ, то на экране будет частотная зависимость КП исследуемого устройства.

3.10. Какой метод является основным (по определению) для измерения АЧХ? Укажите его достоинства и недостатки. Приведите структуру панорамного измерителя АЧХ. Как выглядят осциллограммы сигналов в характерных точках схемы?

Основной метод – измерение АЧХ по точкам.

Недостатки: применяется только для линейных и квазилинейных устройств, или нелинейных – но только когда на вх и вых синосоидальный сигнал.

Измеритель АЧХ – прибор, позволяющий получить АЧХ в декартовой системе координат на индикаторе осциллографического или другого типа.

Аналоговый измеритель АЧХ.

Потом выделяется огибающая.

Измерение – по методу калиброванных шкал.

3.11. Укажите назначение и основные требования к генератору качаю­щейся частоты измерителя АЧХ? …ГКЧ вырабатывает ВЧ напряжение с постоянной амплитудой и изм. частотой.

Требования:

- при построении ГКЧ необходимо обеспечить линейную связь между мгновенными значениями напряжения развертки и частоты ГКЧ

-напряжение на выходе ГКЧ должно быть с постоянной амплитудой, иначе возникают искажения формы исследуемой АЧХ

- малая побочная модуляция

Параметры ГКЧ влияют на точность исследуемых АЧХ:

- если используется ГКЧ с меняющейся частотой- искаженная форма АЧХ

- если модуляционная хар-ка АЧХ нелинейна – это также приводит к искажению формы АЧХ.

- нестабильность амплитуды напряжения ГКЧ в пределах полосы качания вызывает искажения АЧХ на экране

- изменения напряжения при перестройке ГКЧ приводит к ошибке при определении к-та передачи исследуемой цепи.

Значение Uвх и Uвых зависят от значения выходного сопротивления ГКЧ, поэтому его нормируют и указывают в паспорте.