Описание анализаторов спектра:
Анализаторы спектра это устройство, позволяющее измерить и визуализировать спектр сигнала. Сам спектр сигнала представляет собой набор синусоидальных волн в определенный момент времени и отображает распределение энергии сигнала по частотам. Анализатор спектра выдает частотно-амплитудную характеристику сигнала.
Особенности анализаторов спектра:
- Этот прибор является важным инструментом при разработке, обслуживании и эксплуатации радиоаппаратуры, мобильного и телекоммуникационного оборудования, а также самых разных систем связи. Кроме того, анализаторы спектра применяются для редактирования и реставрирования звука.
- В некоторых случаях возникает необходимость наблюдения за спектром сигнала. Например, на государственном уровне каждая радио-служба работает на своей частоте. Важно, чтобы этот принцип не нарушался, и смешение каналов было исключено.
Анализатор спектра подает сигнал в частотной форме. Таким образом, становится возможным проанализировать сигнал с точки зрения его частоты, амплитуды и уровней. Этот прибор является важным инструментом при разработке, обслуживании и эксплуатации радиоаппаратуры, мобильного и телекоммуникационного оборудования, а также самых разных систем связи. Кроме того, анализаторы спектра применяются для редактирования и реставрирования звука. В некоторых случаях возникает необходимость наблюдения за спектром сигнала. Например, на государственном уровне каждая радио-служба работает на своей частоте. Важно, чтобы этот принцип не нарушался, и смешение каналов было исключено.
Основные принципы работы:
Сигнал поступает непосредственно на вход анализатора спектра. Он также может поступать через специальный кабель или улавливаться приемной антенной. Далее этот сигнал обрабатывается, и информация о нем выводится на дисплей в виде частотного спектра.
Обычно используется дисплей с калиброванной сеткой. Вертикальная шкала показывает амплитуду каждого компонента, горизонтальная – полосу частот. Современные устройства позволяют сохранять спектрограмму сигнала во встроенной памяти.
По принципу работы анализаторы спектра разделяют на:
Анализаторы спектра последовательного типа
- Данные анализаторы спектра работают на базе автоматически перестраиваемых супергетеродинов. Это такой тип радиоприемников, которые преобразуют поступающий сигнал в сигнал фиксированной промежуточной частоты, в дальнейшем усиливая ее. Анализатор спектра осуществляет сканирование частотной полосы с последующей оцифровкой данных. При этом компоненты спектра выделяются и анализируются поочередно (последовательно). Такие анализаторы являются более простыми в аппаратном отношении, однако, менее эффективными. Они подходят только для анализа периодических сигналов. К их преимуществам можно отнести более широкое измерение частотного диапазона.
Анализаторы спектра параллельного типа
- Данные устройства выполняют анализ, генерируя эквивалент сигнала и вычисляя спектр на основе алгоритмов быстрого преобразования Фурье. Такие анализаторы имеют набор резонаторов, настроенных на определенную частоту. Анализаторы спектра параллельного типа отличаются оперативной и эффективной работой и способны анализировать импульсные и однократные сигналы. Их недостатком является сложность с точки зрения аппаратного обеспечения.
Классификация:
Анализаторы спектра различаются по частотным диапазонам:
- широкополосные радиочастотные;
- оптического диапазона;
- низкочастотные.
Также существует классификация по характеру анализа. Она представлена скалярными анализаторами, которые дают информацию только об амплитудах гармонических компонентов спектра, и векторными анализаторами, которые дают информацию о фазовых соотношениях.
Основные характеристики:
Анализаторы спектра имеют следующие характеристики:
- Частотный диапазон. Эта характеристика задает диапазон, в границах которого выполняется анализ спектра сигнала. Диапазон частот может иметь поддиапазоны.
- Уровень собственных шумов. Задается порог, ниже которого прибор не воспринимает шумы и сигналы.
- Разрешающая способность. Эта характеристика представляет собой минимальный интервал частот, при котором соседние компоненты спектра могут быть выделены и измерены.
- Время анализа. Указывает на время, за которое можно произвести анализ сигнала в определенном частотном диапазоне.
- Погрешность по частоте. Указывает на точность, с которой может быть определен интервал частот между компонентами спектра.
- Погрешность по амплитуде. Указывает на точность, с которой определяется амплитуда в зависимости от инструментария анализатора.
