Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА ФАКУЛЬТЕТ ВІЙСЬКОВОЇ
Содержание
- 1. КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА ФАКУЛЬТЕТ ВІЙСЬКОВОЇ
- 2. ПРЕДМЕТ “ОСНОВИ ПОБУДОВИ
- 3. Слайд 3
- 4. ВИХОВНА МЕТА: 1. Виховувати у
- 5. НАВЧАЛЬНІ ПИТАННЯ1. Методи паралельного і послідовного аналізу
- 6. ПИТАННЯ 1 МЕТОДИ ПАРАЛЕЛЬНОГО І ПОСЛІДОВНОГО АНАЛІЗУ СПЕКТРА СИГНАЛІВ
- 7. Загальні відомості про аналізатори спектра В
- 8. Спектральним (частотним) способом описують не тільки коливальні
- 9. Робота аналізаторів спектра заснована на ряді методів:
- 10. Паралельний аналіз здійснюється за допомогою ряду вузькосмугових
- 11. Паралельний аналіз здійснюється за допомогою фільтрів, у яких перекриваються частотні характеристики рис.1.
- 12. Вихідні напруги фільтрів після детектування рис. 2
- 13. Комутатором керує ступінчата напруга генератора розгортки. За
- 14. Після закінчення періоду розгортки всі фільтри будуть
- 15. Слайд 15
- 16. Відлік спектральних складових здійснюється, як правило, по
- 17. Важливою характеристикою аналізатора є його роздільна здатність,
- 18. Як слідує із рис. 5, для фільтрів
- 19. Фільтрам аналізатора притаманна інерційність, яку прийнято оцінювати
- 20. Спектральні складові можна виміряти після закінчення інтервалу
- 21. Послідовний аналіз здійснюється
- 22. Послідовний аналіз ефективний при дослідженні процесів, які
- 23. При комбінованому способі аналізу частотний діапазон, який
- 24. Аналізатори спектра дозволяють:- здійснювати панорамний аналіз спектрів
- 25. ПИТАННЯ 2 СТРУКТУРНА СХЕМА АНАЛІЗАТОРА СПЕКТРА
- 26. АНАЛІЗАТОР СПЕКТРА ПОСЛІДОВНОЇ ДІЇ Завдяки високим технічним характеристикам
- 27. Слайд 27
- 28. який є періодичним сигналом, в спектрі якого
- 29. Модуляційну характеристику ЧМ гетеродина, як правило, намагаються
- 30. В цьому випадку зі зміною частоти гетеродина
- 31. Слайд 31
- 32. На рис.7, а зображена послідовність прямокутних
- 33. В момент часу t1 частота гетеродина приймає
- 34. Після детектування і підсилення сигнал подається на
- 35. ДИСПЕРСІЙНИЙ МЕТОД АНАЛІЗУ СПЕКТРА РАДІОСИГНАЛІВ Для одержання спектрограми
- 36. Розкладення сигналу в спектр здійснюється в аналізаторі
- 37. Частотний масштаб по осі часу обумовлений дисперсією
- 38. При аналізі спектрів радіоімпульсів запуск ЧМ гетеродина
- 39. На виході ДЛЗ кожному із вхідних радіоімпульсів
- 40. Кожна з вибірок може розглядатись як радіоімпульс
- 41. Слайд 41
- 42. Запуск ЧМ гетеродина в режимі аналізу спектрів
- 43. Аналізатори спектра дозволяють спостерігати спектри в координатах
- 44. МЕТОД ЧАСОВОГО СТИСНЕННЯ (ЦИФРОВИЙ МЕТОД) Одним з методів
- 45. Слайд 45
- 46. Принцип дії приладу полягає в наступному. Із
- 47. Автоматизація вимірювань При розробці, виробництві і експлуатації РТ
- 48. Наступним елементом автоматизації стало введення до складу
- 49. Основні режими роботи аналізатора спектра:- спектральний, статистичний
- 50. Слайд 50
- 51. Область застосування:1. Вимірювання амплітуд і частот лінійних
- 52. ПИТАННЯ 3 МЕТРОЛОГІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИАНАЛІЗАТОРіВ СПЕКТРА
- 53. Діапазон частот характеризує граничні значення частотного інтервалу,
- 54. Нерівномірність амплітудно-частотної характеристики аналізатора є характеристикою ступеня
- 55. де В - коефіцієнт, який дорівнює 20
- 56. Смугу огляду обчислюють за допомогою формули:де fк
- 57. Похибка вимірювання амплітуд сигналу або складових його
- 58. Підсумкова похибка вимірювання обчислюється за допомогою формули:де
- 59. Розрізняють статичну і динамічну роздільну здатність :статична
- 60. Рівень власних шумів є важливим метрологічним параметром
- 61. ПИТАННЯ 4 МЕТОДИКА ПОВІРКИ АНАЛІЗАТОРІВ СПЕКТРА
- 62. Повірка гетеродинних аналізаторів спектра здійснюється згідно з
- 63. Визначення діапазону частот і похибки настроювання здійснюється
- 64. Визначення похибки встановлення каліброваних частотних інтервалів здійснюється
- 65. Визначення похибки вимірювання відношення амплітуд спектральних складових
- 66. При використовуванні зразкового атенюатора, який вмикається між
- 67. Визначення роздільної здатності може здійснюватись різними методами.
- 68. ПИТАННЯ 5ДЖЕРЕЛА ПОХИБОК, ЕТАЛОНИ І ПОРЯДОК ПОВІРКИ АНАЛІЗАТОРІВ СПЕКТРА
- 69. ТО встановлює методи і засоби повірки аналізатора
- 70. Таблиця 6 (ТО)
- 71. Слайд 71
- 72. Примітки:1. Замість вказаних в табл. еталонів і
- 73. Слайд 73
- 74. Умови повірки и підготовка до неїПри
- 75. Скачать презентанцию
ПРЕДМЕТ “ОСНОВИ ПОБУДОВИ ВІЙСЬКОВИХ ЗАСОБІВ ВИМІРЮВАНЬ” ТЕМА №10 ВИМІРЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ СПЕКТРА СИГНАЛІВ ЗАНЯТТЯ №1 ВИМІРЮВАЧІ ПАРАМЕТРІВ СПЕКТРА СИГНАЛІВ I ЇХ
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ТАРАСА ШЕВЧЕНКА
ФАКУЛЬТЕТ
ВІЙСЬКОВОЇ ПІДГОТОВКИ
КАФЕДРА
ВІЙСЬКОВО-ТЕХНІЧНОЇ ПІДГОТОВКИ
Слайд 2 ПРЕДМЕТ “ОСНОВИ ПОБУДОВИ ВІЙСЬКОВИХ ЗАСОБІВ ВИМІРЮВАНЬ” ТЕМА №10 ВИМІРЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ СПЕКТРА
Слайд 3
НАВЧАЛЬНА МЕТА:
1. Ознайомити студентів з методами аналізу спектра сигналів. 2. Розглянути призначення, структурну схему і принцип дії аналізаторів спектра. 3. Ознайомитись з методами повірки аналізаторів спектра.
Слайд 4ВИХОВНА МЕТА:
1. Виховувати у студентів дисциплінованість і культуру
поведінки. 2. Виховувати впевненість і винахідливість при вивченні матеріалу. 3. Виховувати і
розвивати творчий підхід при вивченні матеріалу на занятті і самостійній підготовці.
Слайд 5НАВЧАЛЬНІ ПИТАННЯ
1. Методи паралельного і послідовного аналізу спектра сигналів.
2. Структурна
схема аналізатора спектра.
3. Метрологічні характеристики аналізаторів спектра.
4. Методика повірки аналізаторів
спектра.5. Джерела похибок, еталони і порядок повірки аналізаторів спектра.
Слайд 7Загальні відомості
про аналізатори спектра
В радіотехніці, електроніці, техніці зв’язку та
інших галузях, пов’язаних з електронікою, аналіз форми електричних сигналів дозволяє
одержати інформацію про якість радіопристроїв, ліній зв’язку, технологічних процесах і т.д. Однак спосіб аналізу електричних сигналів не завжди задовольняє вимогам, які стоять перед таким аналізом сигналів.Більш чутливим і інформативним є аналіз спектральних характеристик сигналів.
Особливо важливим є знання спектрального складу сигналів, коли гостро постає проблема електромагнітної сумісності РЕА.
Слайд 8 Спектральним (частотним) способом описують не тільки коливальні системи і процеси,
але і властивості апаратури. Використання перетворювачів неелектричних величин в електричні
дозволяє розповсюдити радіотехнічний спектральний аналіз на області механіки, акустики, гідроакустики, медицини і ін.Спектр сигналу є важливою його характеристикою.
Для спектрального аналізу сигналів, тобто представлення сигналів у вигляді суми гармонічних складових, використовуються засоби вимірювальної техніки, які дістали назву - аналізатори спектра (АС).
Згідно з класифікацією аналізатори спектра позначаються С4 - .
Слайд 9 Робота аналізаторів спектра заснована на ряді методів:
- фільтрації;
- дисперсійно-часовому;
цифровому.
Метод
фільтрації полягає у виділенні спектральних складових сигналу за допомогою вузькосмугового
фільтра.Метод реалізується способами паралельного (одночасного) і послідовного аналізу.
Слайд 10Паралельний аналіз здійснюється за допомогою ряду вузькосмугових фільтрів, кожний з
яких виділяє одну складову спектра.
Послідовний аналіз полягає у виділенні окремих
складових або за допомогою одного вузькосмугового перестроюваного фільтра, або шляхом такого перестроювання частоти досліджуваного сигналу, при якому в смугу фільтра почергово попадатимуть спектральні складові сигналу з різними частотами.Суть дисперсійно-часового методу полягає у використанні для аналізу спектра дисперсійної лінії затримки (ДЛЗ), тобто пристрою, в якому затримка залежить від частоти.
Цифровий метод полягає в перетворенні досліджуваного сигналу в цифровий код і обчислення складових спектра за допомогою цифрових обчислювальних пристроїв.
Слайд 11 Паралельний аналіз здійснюється за допомогою фільтрів, у яких перекриваються частотні
характеристики рис.1.
Слайд 12 Вихідні напруги фільтрів після детектування рис. 2 почергово за допомогою
комутатора подаються на вертикально відхиляючі пластини ЕПТ.
Слайд 13 Комутатором керує ступінчата напруга генератора розгортки. За час дії від
t0 до t1 першої сходинки (рис. 3) до вертикально відхиляючих
пластин ЕПТ підключений детектор 1, за час дії від t1 до t2 (другої сходинки) – детектор 2 і т.д.
Слайд 14 Після закінчення періоду розгортки всі фільтри будуть почергово підключені до
вертикально відхиляючих пластин ЕПТ. Нехай сигнал, який підлягає аналізу, має дві
спектральні складові з амплітудами U1 і U2 , а частоти складових ƒ1 і ƒ2 співпадають з центральними частотами фільтрів 2 і 4. Як видно з рисунка 2, під дією вхідного коливання на виході фільтрів 2 і 4 виникнуть напруги, які пропорційні U1 і U2 , а на виході фільтрів 1,3 і 5 – напруги значно меншої амплітуди. На екрані ЕПТ виникнуть п’ять викидів, які несуть інформацію про досліджуваний спектр (рис.4).
Слайд 16 Відлік спектральних складових здійснюється, як правило, по амплітудам двох найбільших
викидів, а інші три є небажаними, які стають тим меншими,
чим ближче форма частотних характеристик фільтрів до прямокутної форми, так як при прямокутній формі під дією спектральної складової з’являється напруга на виході тільки одного фільтра.
Слайд 17Важливою характеристикою аналізатора є його роздільна здатність, яка кількісно визначається
як мінімальна різниця частот двох спектральних складових, при яких ці
складові можна спостерігати на екрані ЕПТ роздільно (рис. 5).
Слайд 18Як слідує із рис. 5, для фільтрів з прямокутною частотною
характеристикою К(ƒ) (ідеальних фільтрів) роздільна здатність визначається:
(1)
Однак частотну характеристику прямокутної
форми неможливо реалізувати на практиці, і в аналізаторах використовують фільтри з частотною характеристикою.
Надійного розділення спектральних складових досягають при більшій різниці частоти, і роздільну здатність приблизно оцінюють подвійною смугою пропускання фільтра:
(2)
Слайд 19
Фільтрам аналізатора притаманна інерційність, яку прийнято оцінювати часом встановлення τУ
напруги на виході фільтра від 0,1 до 0,9 сталого значення
(значення 0,1 і 0,9 прийняті умовно і в ряді конкретних випадків можуть бути і іншими). Для фільтрів з різною формою частотноїхарактеристики час встановлення визначається:
(3)
де А – постійний коефіцієнт, який залежить від типу застосованого фільтра. Для приблизних розрахунків приймається А=1.
Слайд 20Спектральні складові можна виміряти після закінчення інтервалу часу, який більший
або рівний τУ. Цей інтервал характеризує час аналізу
(4)
Аналізатори спектра одночасної
дії мають малий час аналізу і можливість аналізувати спектри одиночних імпульсів, але не одержали широкого розповсюдження внаслідок складності системи фільтрів.
Слайд 21 Послідовний аналіз здійснюється одним
вузькосмуговим фільтром,
який перестроюється в
смузі частот. При кожному новому настроюванні
вузькосмуговий
фільтр виділяє нову спектральну складову сигналу, який підлягає
дослідженню.
Метод послідовного аналізу дозволяє
досліджувати періодичні (або інші) види сигналів,
спектр яких практично не змінюється за час
вимірювань.
Час (тривалість) аналізу цим методом
визначається не тільки часом перестроювання
фільтра, але і тривалістю перехідних процесів, які
виникають в фільтрі при його збудженні.
Слайд 22Послідовний аналіз ефективний при дослідженні процесів, які повільно змінюються в
порівнянні з тривалістю аналізу.
Перевагою послідовних аналізаторів є їх простота. Реалізація
цієї переваги сумісно з використанням різноманітних прийомів для прискорення аналізу приводить до створення комбінованого способу аналізу.
Слайд 23При комбінованому способі аналізу частотний діапазон, який аналізується, за допомогою
системи фільтрів розбивають на ряд діапазонів, в межах яких здійснюється
послідовний аналіз.Цей спосіб застосовується для дослідження спектрів одиночних сигналів, які в умовах експерименту можуть повторюватись через великі інтервали часу.
Слайд 24Аналізатори спектра дозволяють:
- здійснювати панорамний аналіз спектрів в
широкому динамічному
діапазоні (80...100 Дб);
- вимірювати рівні слабих синусоїдальних сигналів
і складових
спектру сигналів складної форми;- вимірювати частоти складових спектра сигналів
складної форми;
- досліджувати АЧХ в широкому динамічному
діапазоні (140 Дб і більше).
Сучасні аналізатори спектру дозволяють
здійснювати разовий (одноразовий) аналіз і
запам'ятовування зображення (в тому числі і
тривале), автоматичне вимірювання частот
спектральних складових за допомогою вмонтованих
цифрових частотомірів.
Слайд 26АНАЛІЗАТОР СПЕКТРА ПОСЛІДОВНОЇ ДІЇ
Завдяки високим технічним характеристикам при порівняно простоті
виконання широкого розповсюдження одержали гетеродинні аналізатори спектра послідовної дії. Це
обумовлене тим, що побудова вузькосмугового фільтра з широким діапазоном перестроювання є складним технічним завданням і при реалізації методу послідовного аналізу переходять від перестроювання фільтра до еквівалентного переміщення спектра сигналу, який підлягає дослідженню, відносно частоти настроювання вузькосмугового фільтра.Структурна схема гетеродинного аналізатора спектра послідовної дії наведена на рис. 6.
Слайд 28який є періодичним сигналом, в спектрі якого k складових на
частотах 1, 2=21, 3=31,…, k= k1.
Нехай на вхід аналізатора поступає
сигнал виду Цей сигнал через вхідний пристрій поступає на перетворювач частоти, де здійснюється одне або декілька перетворень частоти сигналу з метою її зниження.
Одержаний сигнал поступає на змішувач. На інший вхід змішувача подається сигнал від ЧМ гетеродина.
Слайд 29 Модуляційну характеристику ЧМ гетеродина, як правило, намагаються виконати лінійною, для
того щоб частота його коливань змінювалась під дією керуючої напруги
з генератора розгортки лінійно за часом.Девіація частоти гетеродина встановлюється такою, щоб охопити весь спектр сигналу, тобто
Слайд 30В цьому випадку зі зміною частоти гетеродина складові спектра будуть
переміщатись відносно фіксованої частоти вузькосмугового фільтра, послідовно за часом, попадаючи
в смугу пропускання цього фільтра. Розглянемо принцип дії такого аналізатора на прикладі аналізу спектра послідовності прямокутних радіоімпульсів (рис.7).
Слайд 32На рис.7, а зображена послідовність прямокутних радіоімпульсів, які поступають на
вхід аналізатора спектра в моменти часу t1 , t2 ,
t3, …, а на рис.7, б показаний спектр одиночного імпульсу. Очевидно, що з появою кожного чергового радіоімпульсу на вхід змішувача буде діяти широкий спектр частот, який визначається тривалістю прямокутного радіоімпульсу. На рис.7, в показано зміну частоти гетеродина г. Швидкість зміни цієї частоти передбачається такою, що за час дії імпульсу, який досліджується, частота гетеродина залишається практично незмінною.
Слайд 33В момент часу t1 частота гетеродина приймає значення г1 і
вузькосмуговий фільтр виділить із спектра, який підлягає дослідженню, вузьку смугу
частот, яка відрізняється від г1 на значення проміжної частоти пр. За період слідкування імпульсів Тс частота гетеродина зміниться і на момент часу t2 при появі другого імпульсу прийме значення г2.Оскільки вузькосмуговий фільтр має фіксовану частоту настроювання, то проміжна частота пр буде одержана в результаті виділення із спектра сигналу, який досліджується, нової групи спектральних складових, рис.7, г.
При відображенні спектра на екрані ЕПТ лінійна частотна модуляція гетеродина досягається в результаті дії на нього напруги генератора розгортки.
Слайд 34Після детектування і підсилення сигнал подається на вертикально відхиляючі пластини
ЕПТ. При цьому на екрані осцилографа спостерігається вертикальна смуга, яка
світиться, висота якої пропорційна середньому значенню потужності відповідної ділянки спектра.Кількість спостерігаємих смуг визначається кількістю імпульсів, які поступають на вхід аналізатора за час одного хитання частоти гетеродина (періоду розгортки осцилографа). Робота аналізатора спектра в діапазоні частот досягається застосуванням гетеродина з широким діапазоном перестроювання.
Для визначення параметрів спектра сигналів в аналізаторах спектра використовуються калібрувальні частотні помітки, які виробляються спеціальним генератором.
Слайд 35ДИСПЕРСІЙНИЙ МЕТОД АНАЛІЗУ СПЕКТРА РАДІОСИГНАЛІВ
Для одержання спектрограми використовують явище дисперсії
лінії затримки. Відомо, що дисперсією називається залежність фазової швидкості розповсюдження
електромагнітної хвилі від частоти.Різні частотні складові спектра радіоімпульсу, який подається на вхід дисперсійної лінії затримки, розповсюджуючись в ній з неоднаковими фазовими швидкостями, затримуються лінією на неоднакові інтервали часу і тому з'являються на її виході послідовно, з зсувами за часом.
В результаті цього обвідна вихідної напруги лінії затримки буде відповідати модулю спектральної функції радіосигналу.
Структурна схема системи аналізу дисперсійного аналізатора спектра наведена на рис. 8.
Слайд 36Розкладення сигналу в спектр здійснюється в аналізаторі за допомогою дисперсійної
лінії затримки (ДЛЗ). Для зменшення похибки, яка зв'язана з кінцевою
тривалістю радіоімпульсу, на вході ДЛЗ здійснюється перетворення сигналу за допомогою ЧМ гетеродина, швидкість зміни частоти якого S зворотно пропорційна дисперсії лінії затримки:
Слайд 37Частотний масштаб по осі часу обумовлений дисперсією лінії затримки. Перетворення
частоти сигналу, який досліджується, здійснюється для того, щоб різницева частота
попала в робочий діапазон лінії затримки і щоб була можливість аналізу спектра сигналів незалежно від того, яка тривалість імпульсу, який підлягає дослідженню.Таким чином, попереднє перетворення суттєво розширює можливості спектрального аналізу за допомогою ДЛЗ.
Слайд 38 При аналізі спектрів радіоімпульсів запуск ЧМ гетеродина здійснюється в момент
надходження радіоімпульсу на вхід засобу вимірювань.
На рис. 9 показано прив’язку
за часом радіоімпульсу, який підлягає аналізу і сигналу ЧМ гетеродина.
Слайд 39На виході ДЛЗ кожному із вхідних радіоімпульсів відповідає відгук, який
визначає спектр імпульсу. При аналізі спектрів неперервних сигналів ЧМ гетеродин
працює в періодичному режимі. За рахунок цього здійснюється розбивання аналізованого сигналу на послідовні вибірки, рис. 10.
Слайд 40Кожна з вибірок може розглядатись як радіоімпульс з частотною модуляцією,
закон якої узгоджений з ДЛЗ. На виході ДЛЗ відтворюються послідовно
спектри кожної з вибірок.Якщо на вхід аналізатора подається гармонічний сигнал, то на вхід ДЛЗ подається ЛЧМ радіоімпульс проміжної частоти, який в результаті проходження через лінію стискується в N разів.
N - число каналів аналізу,
1/N - відносна роздільна здатність.
Структурна схема дисперсійного аналізатора спектра наведена на рис.11.
Слайд 42Запуск ЧМ гетеродина в режимі аналізу спектрів радіоімпульсів здійснюється сигналом
з детектора або зовнішнім імпульсним сигналом, а в режимі аналізу
спектрів неперервних сигналів - періодичними синхроімпульсами.З виходу ДЛЗ відгуки, які визначають спектри аналізуємих імпульсів або вибірки неперервного сигналу, через підсилювач вертикального відхилення подаються на ЕПТ.
Аналізатор спектра дозволяє здійснювати аналіз спектрів радіоімпульсів з кодових пачок шляхом стробування сигналів. Для цього використовується генератор стробуючих імпульсів, запуск якого здійснюється зовнішнім імпульсом.
Слайд 43Аналізатори спектра дозволяють спостерігати спектри в координатах частота-час-амплітуда і частота-час.
В першому випадку на екрані аналізатора спостерігається додаткова "повільна" кадрова
розгортка променя по вертикалі і горизонталі. При цьому спектрограми сусідніх вибірок сигналу або радіоімпульсів, які надходять на вхід зсуваються по вертикалі і горизонталі, що створює імітацію рельєфу спектра на екрані.Напруга повільної розгортки (розгортки осі часу) складається відповідно з обвідними вихідних відгуків ДЛЗ і напругою розгортки спектрограми. Якщо підсилювач вертикального відхилення відключається, а обвідна відгуків ДЛЗ подається на модулятор ЕПТ, на екрані аналізатора відображається тільки залежність частоти сигналу від часу.
Слайд 44
МЕТОД ЧАСОВОГО СТИСНЕННЯ
(ЦИФРОВИЙ МЕТОД)
Одним з методів аналізу спектра сигналів
є метод часового стиснення вхідного сигналу. Цей метод застосовується для
вимірювання спектрів періодичних, неперіодичних (в тому числі одноразових) процесів і стаціонарних шумів в діапазоні низьких і інфранизьких частот.Розглянемо роботу аналізатора спектра (рис. 12), який реалізує даний метод.
Слайд 46Принцип дії приладу полягає в наступному. Із аналізуємого сигналу беруть
вибірки миттєвих значень. Миттєві значення сигналу перетворюються АЦП в цифровий
код і послідовно заносяться в запам'ятовуючий пристрій (ЗП).При заповненні ЗП наступні вибірки заносяться замість старих, які стираються. Одночасно з цим здійснюється послідовне неперервне зчитування записаної в ЗП інформації з швидкістю, яка значно перевершує швидкість запису. Зчитана інформація перетворюється в аналогову форму, і одержана таким чином, стиснута за часом копія вхідного сигналу аналізується аналізатором послідовної дії.
Ширина спектра стиснутої копії і смуга пропускання аналізуємого фільтра збільшується, а час, який необхідний для аналізу, зменшується в стільки разів, в скільки тривалість стиснутої копії менша тривалості реалізації сигналу, яка записана в ЗП.
Слайд 47Автоматизація вимірювань
При розробці, виробництві і експлуатації РТ засобів об’єм параметрів,
які вимірюються, дуже великий (вимірювання параметрів елементів ланцюгів, АЧХ і
інших характеристик трактів), однак кінцевою метою є одержання якісного спектра сигналу. В даний час для вимірювання параметрів спектра передавача бортової радіостанції літака засобами вимірювальної техніки 3-го покоління необхідно затратити 30- 50 хвилин часу, а для обробки результатів – 1- 2 години.Все це обумовило бурхливе впровадження автоматизації в аналізатори спектра.
Першим кроком було створення панорамних вимірювачів з автоматичним перестроюванням по частоті, при цьому час аналізу по всій смузі суттєво скоротився і з’явились додаткові можливості з використання АС для вимірювання і спостереження АЧХ чотирьохполюсників.
Слайд 48Наступним елементом автоматизації стало введення до складу АС вмонтованого частотоміра,
який зв’язаний з візирною поміткою частотоміра. Це дозволило оперативно і
з високою точністю визначати частоти складових спектра.Сучасний АС – це складний і багатофункціональний ЗВТ з великим числом елементів керування , що ускладнює роботу з ним. В аналізаторах спектра С4-74 і С4-77 автоматично встановлюється оптимальний час інтегрування і смуга пропускання при зміні смуги огляду, що спрощує роботу ним.
Найбільш повна автоматизація процесів вимірювання і обробки спектра реалізована в АС СК4-71. Комплекс програм аналізатора дозволяє реалізувати в даному ЗВТ практично всі функціональні можливості, які необхідні для багатостороннього аналізу сигналів.
Слайд 49Основні режими роботи аналізатора спектра:
- спектральний, статистичний і кореляційний аналіз;
-
вимірювання амплітудного і фазового спектрів;
- вимірювання передаточних функцій електричних, механічних,
термічних і інших сигналів;- вимірювання згортки двох сигналів;
- вимірювання спектра потужності, взаємного спектра і функцій когерентності;
- вимірювання кореляційних функцій;
- вимірювання гістограм амплітуд.
Основні технічні характеристики СК 4-71
Діапазон частот ………….0 Гц…50 кГц
Динамічний діапазон……60 дБ
Границі вхідних напруг…80 мВ…8 В
Кількість входів………….2
Число вибірок сигналів, що аналізуються приладом…32…4096
Слайд 51Область застосування:
1. Вимірювання амплітуд і частот лінійних фільтрів.
2. Вимірювання параметрів
модульованих коливань.
3. Вимірювання шумів генераторів.
4. Вимірювання спотворень в трактах.
5. Вимірювання
перехресної модуляції і блокування в приймачах.6. Вимірювання АЧХ чотирьохполюсників.
7. Дослідження спектрів радіоімпульсів. які повторюються.
8. Визначення паразитних ефектів послідовності радіоімпульсів.
9. Вимірювання шумів підсилювачів.
Слайд 53Діапазон частот характеризує граничні значення частотного інтервалу, в якому аналізуються
спектри сигналів. У випадку аналізу спектра радіоімпульсів ця характеристика дає
уяву про діапазон несучих частот сигналів, спектри яких можуть бути досліджені аналізатором.Діапазон частот аналізаторів спектра встановлюється в нормативно-технічній документації на конкретний тип аналізатора спектра і вказується в одиницях частоти.
При необхідності діапазон частот може бути розділений на декілька діапазонів.
Слайд 54Нерівномірність амплітудно-частотної характеристики
аналізатора є характеристикою ступеня відмінності коефіцієнтів передачі
в діапазоні частот заданої смуги огляду і визначається за допомогою
формули:в відсотках
в децибелах
(9)
Слайд 55де В - коефіцієнт, який дорівнює 20 при вимірюванні напруги
і 10 при вимірюванні потужності;
Аmax і Аmin - максимальні і
мінімальні покази вихідного вимірювального пристрою аналізатора спектра при зміні частоти вхідного сигналу.Смуга огляду АС
визначає можливості з аналізу сигналів з різною
шириною спектра. Смуга огляду, як правило, є
величиною, яка регулюється, і вимірюється від мінімального до максимального значення.
Максимальна смуга огляду аналізатора визначає максимальну ширину спектра сигналу, який аналізується, або характеризує можливості з аналізу широкосмугових сигналів.
Мінімальна смуга огляду характеризує здатність приладу детально аналізувати ділянки спектра сигналу з роздільною здатністю, близькою до граничної.
Слайд 56Смугу огляду обчислюють за допомогою формули:
де fк і fн -
відповідно кінцева і початкова частоти смуги огляду.
Смуга огляду аналізатора спектра
визначається діапазоном хитання частоти гетеродина.
Слайд 57Похибка вимірювання амплітуд сигналу або складових його спектра
залежить від
рівня сигналу, який вимірюється, ширини його спектра, відлікових пристроїв аналізатора
і інших чинників.Похибка вимірювання амплітуди сигналу складається з:
δ1- похибки калібрування чутливості на фіксованій частоті;
δ2- похибки за рахунок нерівномірності амплітудно-частотної характеристики;
δ3- похибки відлікових атенюаторів;
δ4- похибки шкали індикатора;
δ5- похибки із-за впливу власних шумів;
δ6- похибки калібрування ефективного значення смуги пропускання;
Слайд 58Підсумкова похибка вимірювання обчислюється за допомогою формули:
де δі - i-та
складова похибки ;
n - кількість складових похибки вимірювання амплітуди.
Смуга пропускання
аналізатора спектра є його важливим метрологічним параметром, який визначає роздільну здатність, швидкість і тривалість
аналізу, а також чутливість аналізатора спектра.
Мірою роздільної здатності аналізатора є смуга пропускання його вибіркового елементу. Якщо в смугу попадають декілька ліній спектра, то аналізатор їх не розрізняє.
Слайд 59Розрізняють статичну і динамічну роздільну здатність :
статична роздільна здатність коли
коливання в контурі сталі
динамічна роздільна здатність
Слайд 60Рівень власних шумів
є важливим метрологічним параметром аналізаторів спектра, який
визначає чутливість аналізатора і приводить до похибки вимірювання амплітуд.
Чутливість аналізаторів
спектрахарактеризується такими ж параметрами, як і чутливість радіоприймальних пристроїв. При дослідженні спектрів радіоімпульсів чутливість аналізаторів спектра залежить від тривалості імпульсу . При фіксованій смузі пропускання f чутливість тим нижча, чим менша тривалість імпульсу.
Середній рівень власних шумів аналізатора спектра
в заданій смузі частот вказується в НТД на прилад в мікровольтах, мілівольтах, вольтах, мікроватах, міліватах, ватах, децибелах відносно вибраної одиниці рівня (наруги або потужності).
Слайд 62 Повірка гетеродинних аналізаторів спектра здійснюється згідно з вимогами технічних описів
на прилади.
Відсутність єдиного державного стандарту на повірку аналізаторів спектра і
велика різноманітність схем і властивостей таких приладів є причиною розбіжностей в методиці виконання операцій повірки.Тому нижче будуть розглянуті найбільш важливі і характерні особливості основних операцій, які виконуються при повірці гетеродинних аналізаторів спектра С4- 25.
Слайд 63Визначення діапазону частот і похибки настроювання здійснюється методом звірення показів
шкал настроювання приладу з значеннями частот вимірювальних генераторів, частота яких
контролюється за допомогою електронно-лічильних частотомірів. Шляхом настроювання генератора, який підключений до входу аналізатора, одержують зображення відгуку в середині встановленої смуги огляду. Похибку шкали настроювання оцінюють на числових помітках, які вказані в технічному описі калібруємого приладу.Визначення нерівномірності АЧХ по входу може проводитись одночасно з визначенням похибки настроювання. Підтримуючи на вході повіряємого аналізатора постійний рівень сигналу генератора, встановлюють рекомендовані в технічному описі частоти настроювання. На цих частотах намагаються постійності амплітуди відгуку на екрані ЕПТ шляхом зміни послаблення сигналу відліковим атенюатором. Різниця в показах атенюатора буде характеризувати нерівномірність АЧХ.
Слайд 64Визначення похибки встановлення каліброваних частотних інтервалів здійснюється за допомогою вимірювальних
генераторів, частота яких контролюється електронно-лічильним частотоміром.
Шляхом перестроювання генератора суміщають на
екрані ЕПТ частотні помітки калібратора з відгуком на сигнал генератора. Порівнюють нормовані різниці частот між сусідніми помітками з одержаними значеннями, які відраховані за допомогою електронно-лічильного частотоміра. Визначають похибку каліброваних частотних інтервалів або похибку частотних поміток калібратора.
Слайд 65Визначення похибки вимірювання відношення амплітуд спектральних складових
здійснюється за допомогою
вимірювального генератора і зразкового вольтметра або зразковим атенюатором.
Перед виконанням
операції здійснюється калібрування вертикальної шкали індикатора в відповідності з правилами експлуатації АС. За допомогою зразкового вольтметра, який підключається разом з вимірювальним генератором до входу калібруємого АС, встановлюються різні рівні вхідного сигналу. По шкалі індикатора АС вимірюються відношення встановлених рівнів. Виміряні їх значення порівнюються з відношеннями, які відраховані за допомогою зразкового вольтметра, і визначаються похибки вимірювання.
Слайд 66
При використовуванні зразкового атенюатора, який вмикається між вимірювальним генератором і
каліброваним приладом, визначаються похибка вимірювання відношень амплітуд, яка відраховується за
допомогою шкали індикатора, і похибка відлікового атенюатора. Вони можуть бути визначені шляхом співставлення результатів вимірювань, які одержані каліброваним приладом, з показами зразкового атенюатора.Визначення смуг пропускання здійснюється за допомогою вимірювального генератора і електронно-лічильного частотоміра, який під’єднується до спеціальних входів каліброваного приладу, які призначені для контролю смуг. Перестроюючи генератор, встановлюють задопомогою каліброваної шкали АС максимальне значення сигналу на екрані ЕПТ.
Різниця показів частотоміра, яка відповідає рівням - 3 дБ, буде дорівнювати встановленій смузі пропускання АС. Аналогічним чином може вимірюватись значення смуги на інших рівнях.
(наприклад, - 20 або - 40 дБ ).
Слайд 67Визначення роздільної здатності
може здійснюватись різними методами. В діапазоні до
30 - 50 МГц операція виконується за допомогою вимірювального генератора
і електронно-лічильного частотоміра. Перестроюючи генератор, на екрані ЕПТ по осі частот досягають дотику відгуку сигналу і частотної помітки калібратора на рівні власних шумів АС, або на деякому іншому довільному рівні.В діапазоні вище 30 - 50 МГц вимірювання здійснюються за допомогою частотно-модульованого сигналу. Такий сигнал в своєму складі має складові спектра з частотними інтервалами, які дорівнюють частоті модуляції. Змінюючи частоту модуляції сигналу, на екрані індикатора досягають дотику на заданому рівні двох сусідніх відгуків, і шляхом вимірювання частотоміром частоти генератора, який використовується для модуляції сигналу, визначається роздільна здатність АС.
Слайд 69 ТО встановлює методи і засоби повірки аналізатора спектра С4-25 при
його експлуатації.
Періодичність повірки приладу встановлюється в залежності від сфери застосування.
Операції
і засоби повірки1. При проведенні повірки повинні виконуватися операції і застосовуватися засоби повірки, які вказані в таблиці 1.
Слайд 72Примітки:
1. Замість вказаних в табл. еталонів і допоміжних засобів дозволяється
застосовувати інші аналогічні вимірювальні прилади, які забезпечують вимірювання відповідних параметрів
з необхідною точністю.Основні технічні характеристики еталонів і допоміжних засобів наведені в таблиці 7.
Слайд 74 Умови повірки и підготовка до неї
При проведенні операцій повірки
повинні дотримуватись наступні умови:
- температура навколишнього повітря (20±5)°С (293 ±
5К);- відносна вологість повітря (65±15)%;
- атмосферний тиск (100±4) кПа (750±30 мм рт. ст.);
- напруга мережі живлення (220±4,4) В; (50± 0,5) Гц.
Допускається проводити повірку в реально існуючих умовах, відмінних від наведених, якщо вони не виходять за межі робочих умов експлуатації.
