2. Анализаторы спектра с последовательным анализом

Такие анализаторы применяются для исследования любых сигналов, спектр которых не изменяется за время анализа. Простейший анализатор последовательного анализа с гетеродинным преобразователем и осциллографическим индикатором показан на рис.33.

На один из входов смесителя См поступает исследуемый сигнал U_x(t), на другой – сигнал с генератора качающейся частоты ГКЧ. Частота генератора изменяясь по закону перемещает спектр сигнала относительно частоты настройки усилителя промежуточной частоты УПЧ f_пч c полосой пропускания f_ф. В результате этого на выходе УПЧ последовательно будут выделяться составляющие спектра сигнала при выполнении условия , где =1,2,3,…- номера гармоник.

Спектральные составляющие через детектор поступают на вход усилителя вертикального отклонения УВО и далее- на отклоняющие пластины Y ЭЛТ. При этом ширина элементов спектрограммы будет равна полосе пропускания УПЧ f_ф.

Отклонение луча по горизонтали осуществляется генератором развертки ГР и усилителем горизонтального отклонения УГО.

Генератор развертки также синхронизирует частоту качания ГКЧ. Благодаря синхронной развертке отклик каждой спектральной составляющей последовательно воспроизводится на экране ЭЛТ. При этом горизонтальная развертка соответствует оси частот спектрограммы.

Если развертка калибрована в единицах частоты ( с помощью генератора меток ГМ), а коэффициент передачи анализатора от входа до пластин Y известен, то полученная осциллограмма будет соответствовать амплитудному спектру сигнала.

Время анализа t_а=1/f в интервале частот F увеличивается в F/f раз по сравнению с анализатором параллельного действия и составляет . В остальном преимущества анализаторов последовательного действия несомненны: простота конструкции, надежность и высокая разрешающая способность.

Погрешность анализа складывается из погрешности калибровки анализатора, неравномерности АЧХ, погрешности аттенюаторов, влияния собственных шумов.

VII. Измерение нелинейных искажений

Изменение формы гармонического сигнала, возникшее в результате прохождения его через устройство, содержащее нелинейный элемент называется нелинейными искажениями. Нелинейное преобразование сигнала может быть полезным (например, при детектировании), а может быть и вредным (например, в усилителях).

Наличие нелинейных искажений проявляется в появлении в выходном сигнале новых гармоник и комбинационных составляющих, а также составляющих, изменяющихся по случайному закону. Нелинейные искажения оцениваются коэффициентом гармоник

(10)

равным отношению среднеквадратического напряжения высших гармоник сигнала к среднеквадратическому значению напряжения первой гармоники .Коэффициент гармоник характеризует отличие формы анализируемого сигнала от гармонической.

Широко распространенные измерители нелинейных искажений по ряду причин измеряют так называемый коэффициент нелинейности

(%) (11)

равный отношению среднеквадратического значения напряжений высших гармоник к среднеквадратическому значению напряжения всех гармоник, т.е. к полному сигналу.

Обе приведенные формулы связаны соотношением

.

Из последней формулы видно, что при оба выражения дают практически одинаковые результаты (различие менее 1%).

Различают три основных метода измерения нелинейных искажений:

• гармонический метод (метод подавления основной частоты)

• метод измерения по комбинационным частотам

• статистический метод