Лабораторная работа № 5

АНАЛИЗ СПЕКТРА СИГНАЛА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. Ознакомление с принципом работы анализатора спектра супергетеродинного типа С4-25.

2. Приобретение навыков определения частоты спектральных составляющих исследуемого сигнала различной формы с помощью анализатора спектра.

КОМПЛЕКТ ОБОРУДОВАНИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА

1. Анализатор спектра С4 – 25

2. Генератор сигналов ВЧ Г4 – 42

3. Генератор сигналов ВЧ программируемый Г4 – 164

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. В соответствии с указаниями по эксплуатации подготовить анализатор спектра к работе.

1.1 Перед включением прибора установить органы управления в исходное положение, указанное в таблице 1.

Таблица1

Наименование органов управления	Исходное положение
Яркость	Крайнее левое положение
τ Детектор ms ручка	0,03
Развёртка Ѕ Сдвоенная ручка	0,1 среднее
Вход прибора	Вход 50Ώ
Отсчет амплитуд dB	0
Полоса пропускания kHz тумблер	300
Метки MHz	Выкл.
Верт. масштаб	Лин.
Продолжение табл. 1
Обзор MHz	Крайнее правое
Центр. частота	Крайнее левое
Чувствительность ручка	Крайнее правое

1.2 Включить тумблер СЕТЬ. Прогреть прибор в течение 30 минут.

Внимание!!! Ручку ЯРКОСТЬ вводить не раньше, чем через 3 минуты после включения прибора.

1.3 С помощью ручек СМЕЩЕНИЕ ↔ ↕, РАЗМЕР ↔ линию развёртки совместить с нижней линией масштабной сетки ЭЛТ и установить длину линии развёртки 80 мм.

1.4 Ручками ФОКУС и ЯРКОСТЬ установить желаемую яркость и ширину линии развёртки.

1.5 Вращением ручки ЦЕНТР. ЧАСТОТА по часовой стрелке получить на экране изображение начального отклика, соответствующего нулю частотного диапазона и установить его в начале линии развёртки.

1.6 Ручками БАЛАНС произвести балансировку начального отклика.

Для этого предварительно ручку МЕТКИ MHz установить в положение «1MHz», ручку ОТСЧЕТ АМПЛИТУД db установить в положение «-10». С помощью ручек БАЛАНС амплитуду « начального» отклика уменьшить до минимального уровня.

Если вершина «начального» отклика находится за пределами экрана ЭЛТ, необходимо ручкой СМЕЩЕНИЕ ↕ опустить линию развертки так, чтобы была видна вершина «начального» отклика. После балансировки линию развертки установить на уровень линии развертки.

2.Проведение измерений

2.1 Измерение частоты сигнала по предварительно откалиброванной масштабной сетке

Откалибровать масштабную сетку необходимо с помощью калибрационных меток прибора, для чего с помощью переключателя МЕТКИ MHz установить частоту метки в соответствии с таблицей 2. Тумблер ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ kHz и переключатель ОБЗОР MHz устанавливать в соответствующие положения.

Плавным изменением полосы пропускания и полосы обзора получить на экране ЭЛТ не менее 10 откликов калибрационных меток по частоте. При частоте меток 0,1 MHz и 1 MHz для получения четкого изображения откликов калибрационных меток воспользоваться регулятором НЕСУЩАЯ МЕТОК MHz. В процессе регулировки анализатора спектра по количеству меток в пределах размера обзора на экране регулятором ЦЕНТР. ЧАСТОТА поддерживать изображение начального отклика в начале линии развертки.

Уровень меток желательно получить в пределах 0,5-2 деления масштабной сетки по вертикали с помощью регуляторов АМПЛИТУДА и ОТСЧЕТ АМПЛИТУД dВ.

Регуляторами ЦЕНТР. ЧАСТОТА и ОБЗОР MHz установить отклики гармоник калибрационных меток в пределах экрана так, чтобы они занимали всю ширину линии развертки. Полосу пропускания уменьшать до получения необходимого разрешения откликов по частоте.

При каждом новом значении частоты метки регулятором РАЗМЕР↔ установить желательный масштаб, т.е. интервал между калибрационными метками, в пределах 0,5-2 деления масштабной сетки по горизонтали. Устанавливаемый масштаб контролировать в центральной части экрана.

Установив желаемый масштаб, необходимо отключить калибрационные метки, для чего: либо переключатель МЕТКИ MHz установить в положение ВЫКЛ, либо регулятор АМПЛИТУДА вывести в крайнее левое положение.

На вход анализатора спектра (ВХОД 50Ώ) подать исследуемый немодулированный сигнал с генератора Г4-164 с уровнем выходного сигнала 50-100 мВ.

Внимание!!! Во избежание повреждения прибора максимальное допустимое напряжение переменного тока по входу прибора на коаксиальный разъем (ВХОД 50Ώ) не должно превышать 1 В.

Для установки необходимого уровня выходного напряжения на генераторе Г4-164 необходимо:

- на клавиатуре установки параметров генератора нажать кнопку ВЫХОД;

- на цифровом поле набрать нужное значение напряжения в мВ;

- на клавиатуре команд нажать кнопку mV.

Заданное значение выходного напряжения будет отражено на цифровом индикаторе генератора ВЫХОД.

На генераторе устанавливать поочередно значения проверяемых частот из табл. 2.

Для установки на генераторе необходимого значения частоты необходимо:

- на клавиатуре установки параметров генератора нажать кнопку f;

- на цифровом поле набрать нужное значение частоты;

- на клавиатуре исполнительных команд нажать кнопку kHz или MHz соответственно.

Заданное значение частоты будет отражено на цифровом индикаторе ЧАСТОТА MHz.

Уровень полученных на экране ЭЛТ откликов сигнала от генератора по амплитуде изменять регуляторами ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ и ОТСЧЕТ АМПЛИТУД dВ анализатора спектра С4-25.

Определить значение измеряемой частоты по предварительно откалиброванной масштабной сетке.

Результаты измерений занести в табл. 2.

При переходе на новое значение частоты метки желательно отключить сигнал от генератора, воспользовавшись кнопкой ОТКЛ. на генераторе Г4-164.

Таблица 2

Частота метки MГц	Полоса пропусканя kГц	Обзор MГц	Установленный масштаб MГц/дел	Значения частоты MГц
				На Г4-164	По С4-25
10	3-70	3-50		5
				12
				33
1	3-70	0-3		1,5
				5
				12
0,1	3-70	0-3		0,4
				0,8
				1,5

2.2 Изменение частоты составляющих спектра АМ - сигнала

2.2.1 Измерение спектральных составляющих АМ - сигнала по предварительно откалиброванной масштабной сетке

Осуществить внешнюю амплитудную модуляцию сигнала генератора Г4-164. В качестве источника модулирующего сигнала использовать генератор Г4-42. Для выполнения задания произвести соединение приборов в соответствии со структурной схемой (рисунок).

Значение несущей частоты f_н устанавливать на генераторе Г4-164, а значение модулирующей частоты – на генераторе Г4-42 в соответствии с данными из табл. 3.

Таблица 3

fн, MГц	Fм, кГц	Полоса пропускания кГц	F метки, MГц	Обзор MГц	fн, MГц	fδ1, MГц	fδ2, MГц	Fм, кГц
По генератору		По анализатору			Результаты измерения
3	100		0,1	0-3
	200		0,1
10	200		1	3-50
	500		1

Сигнал от генератора Г4-42 с разъема µV уровнем 50мВ подать на разъем внешней модуляции Г4-164, на котором задать режим АМ-внешняя. Установить глубину АМ модуляции 30%.

Сигнал с генератора Г4-164 подать на анализатор спектра ВХОД 50Ώ. Регуляторами ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ kHz и ОБЗОР MHz получить четкое изображение спектра АМ колебания с возможностью раздельного отсчета значения несущей частоты f_н и частот боковых составляющих f_δ исследуемого спектра. Измерение частот f_н и f_δ осуществить с помощью калибрационных меток анализатора спектра.

Частота модуляции F_м определяется по расстоянию между метками, соответствующими боковыми частотами f_δ1 , f_δ2 и несущей f_н:

F_м= f_н- f_δ1= f_δ2- f_н (1)

Результаты измерения f_н, f_δ1, f_δ2 и F_м занести в табл. 3.

2.2.2 Измерение спектральных составляющих АМ – сигнала с помощью калибрационные меток

Для выполнения задания соединение приборов производить в соответствии со структурной схемой, представленной на рис. 1.

На генераторе Г4-164 устанавливается значение несущей частоты f_н в соответствии с таблицей 4. Определить значение f_н с помощью предварительно откалиброванной масштабной сетки (как в п. 2.1), отключив калибрационные метки анализатора.

Результаты измерения занести в табл. 4.

Подключить источник модулирующего сигнала Г4-42 к входу в нижней модуляции Г4-164, на котором выбрать режим АМ-внешняя. Установить глубину АМ модуляции 30%. Значения модулирующей частоты F_м устанавливать в соответствии с табл. 4.

На экране ЭЛТ получить изображение спектра АМ-колебаний. Регуляторами ЦЕНТР, ЧАСТОТА, ОБЗОР MHz и ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ кHz установить расстояние между откликами f_δ и f_н не менее одной клетки масштабной сетки.

Включить калибрационную метку 0,1 МГц. Установить амплитуду меток не менее 2х клеток масштабной сетки. С помощью регулятора НЕСУЩАЯ совместить изображение основной калибрационной метки с откликом несущей f_н АМ – сигнала. Используя изображения откликов гармоник калибрационной метки, определить значения частот боковых составляющих f_δ1 и f_δ2 АМ – сигнала.

Результаты измерений занести в табл. 4.

Таблица 4

fн , МГц		Fм, кГц		fδ1	fδ2
Г4-164	С4-25	Г4-42	С4-25	С4-25

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Представить результаты измерений и вычислений.

2. Сделать выводы по результатам работы.

3. Привести структурную схему анализатора спектра супергетеродинного типа.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Принцип работы супергетеродинного анализатора спектра С4-25.

2. Способ калибровки масштабной сетки.

3. Как можно изменить разрешающую способность анализатора спектра С4-25?

4. Как можно изменять масштаб (размеры) представления исследуемого спектра?

5. Перечислить методы измерения частоты составляющих исследуемого спектра с помощью анализатора спектра С4-25.