4.3.4 Вибір засобів вимірювання у вч області

Сучасний розподіл діапазонів довжин хвиль і частот фотонів і радіовипромінювань показано в табл. 4.1

Називатимемо ВЧ областю частоти від «кінця» мовних до перших сотень Мгц.

Таблиця 4.1 – Діапазони довжин хвиль і частот фотонів і радіовипромінювань

Диапазоны	Длинны волн (Радиус фотонов), м	Частота колебаний, с-1
1. Низькочастотний	r = λ ≈ 3 ∙ 106 … 104	f ≈ 101 … 104
2. Радіо	r = λ ≈ 3 ∙ 104 … 10-1	f ≈ 104 … 109
3. Мікрохвильовий	r = λ ≈ 3 ∙ 10-1 … 10-4	f ≈ 109 … 1012
4. Реліктовий (максим.)	r = λ ≈ 1 ∙ 10-3	f ≈ 3 ∙ 1011
5. Інфрачервоний	r = λ ≈ 3 ∙ 10-4 … 7,7 ∙ 10-7	f ≈ 1012 … 3.9 ∙ 1014
6. Світловий	r = λ ≈ 7,7 ∙ 10-7 … 3,8 ∙ 10-7	f ≈ 3.9 ∙ 1014 … 7.9 ∙ 1014
7. Ультрафіолетовий	r = λ ≈ 3,8 ∙ 10-7 … 3 ∙ 10-9	f ≈ 7.9 ∙ 1014 … 1 ∙ 1017
8. Рентгенівський	r = λ ≈ 3 ∙ 10-9 … 3 ∙ 10-12	f ≈ 1017 … 1020
9. Гама діапазон	r = λ ≈ 3 ∙ 10-12 … 3 ∙ 10-18	f ≈ 1020 … 1024

Відповідно для вимірювань напруги (сили струму) змінного струму в цьому діапазоні частот, в даний час, застосовуються майже виключно аналізатори спектру з робочим діапазоном від 9 (10) кГц до декількох ГГц. З меншими діапазонами їх не виробляють. Ці ж прилади застосовуються і при вимірюваннях полів.

Є ще один клас засобів вимірювань, який іменується вимірювальним приймачем. Вони, як правило, помітно дорожчі, ніж аналізатор. Хоча вимірюють те ж саме. Різниця в тому, що для вимірювання (селективного вимірювання) напруги малих сигналів призначено саме вимірювальний приймач. Його головна функція – зміряти з максимальною точністю. А візуалізація спектру – це допоміжна функція.

Аналізатор призначено, в першу чергу, для візуалізації спектру сигналів, його задача показати частотний розподіл сигналів і їх амплітуд. Вимірювання їх значень для аналізатора функція другого плану. Головне, це щонайшвидше побудувати спектр. Саме тому приймачі і зараз будуються за класичною супергетеродинною схемою з подвійним/потрійним перетворенням, часто з перебудовуваними перед підсилювачами перед першим змішувачем. Вони не мають високих швидкостей сканування. Зате мають прекрасні метрологічні параметри, украй низькі власні шуми, великий набір смуг пропускання, повний набір різних типів детекторів, можливість вимірювати параметри модуляції тощо.

Аналізатори, як правило, будуються за зовсім іншою схемою. З одним перетворенням і подальшою оцифровкою сигналу. Всі подальші процедури виконуються сигнальним процесором у цифровому вигляді. Саме за рахунок цього досягається висока швидкість роботи.

Успіхи як в області математики, так і в області цифрової схемотехніки помітно підвищили параметри типових аналізаторів останнім часом. І різниця між ними і приймачами зменшилася, але в деяких випадках (при вимірюваннях сигналів «на межі можливого») вона залишається істотною.

Параметри входу у всіх приладів однакові – 50 Ом. Набір смуг пропускання багато в чому співпадає, звичайно менше 300 Гц застосовувати не доводиться. Смугу ширше за 3 Мгц – вельми рідко.

Первинні перетворювачі.

Для вимірювання напруги це пробники, для вимірювання струму – струмовимірювачі. Знадобляться і «еквіваленти мережі», які бувають не простими пристроями. Струмовимірювачі мають діаметр внутрішнього отвору 18-30 мм і до 65 мм (рідко). Всі прилади базуються на тих же вимірювальних приймачах та/або аналізаторах скомплексованих з набором первинних перетворювачів (пробники, струмовимірювачі, антени тощо.). Їх управляюче програмне забезпечення помітно полегшує й автоматизує процеси вимірювань, заразом автоматизуючи фіксацію результатів і їх розрахунок, відповідно до затвердженої методики. Мозку інженера автомат не замінює, але помітно вивільняє час «для подумати».