Техника физического эксперемента (конспект) (стр. 8 из 14)
Ці спектроаналізатори базуються на супергетеродинному методі дослідження сигналу.
На другий вхід змішувача подається подаємо сигнал з ГХЧ.
На вихід змішувача ФПЧ , підсилювача ПЧ
На виході підсилювача ПЧ будемо мати ПЧ з амплітудою відповідно спектральним складовим.
Після детектора
ГХЧ повинен мати постійну потужність, і повинен перекривати спектр сигналу.
Роздільна здатність визначається смугою ППЧ.
Параметри аналізатора:
1) робочий діапазон частот ( визначається діапазоном ГХЧ)
2) чутливість – показує мінімальний сигнал який можна виміряти
3) роздільна здатність.
Роздільна здатність спектроаналізатора визначається смугою частот ППЧ Δƒ ППЧ, а и швидкістю зміни частоти ГФЧ υг
1-Стат. АЧХ
2-Динамічна АЧХ того самого приладу
Чим більше добротність - тим ДАЧХ ширша
υг = А*Δƒ ППЧ
Для того щоб була висока роздільна здатність і швидкість розроблені двошвидкісні спектаналізатори.
В першому варіанті
Підвищення роздільної здатності можливо при подвійній або потрійній схемі ПЧ.
ƒпч=ƒп1 -ƒг
Вимірювання нелінійних спотворювань. Вони оцінюються по амплітудній характеристиці схеми. Амплітудна характеристика – це залежність вихідного сигналу від вхідного. Вона вимірюється на частоті, яка входить в смугу АЧХ. Може бути і на нульовій і на резонансній частоті.
У відеконі характеристика внутрішнього фотоефекту нелінійна, на кінескопі характеристика нелінійна – тому буде спотворення кольору, якщо зображення кольорове.
Для амплітудної характеристики вводять параметр – коефіцієнт не лінійності
, якщо потрібно лінеоризувати або зробити не лінійною амплітудну характеристику. 
може бути змінним для однієї амплітудної характеристики, може залежати, від Uвх.Не лінійність може привести до перетворення гармонічного сигналу в періодичний.
Коля Сливка
43. Коефіцієнт гармонік і нелінійних спотворень. Методи їх вимірювання.
Коефіцієнт гармонік і нелінійних спотворень оцінюються по амплітудній характеристиці схеми. Амплітудна характеристика схеми – це залежність вихідного сигналу від вхідного. Вона вимірюється на частоті, яка входить в смугу АЧХ. Може бути і на нульовій і на резонансній частоті.
У відиконі характеристика внутрішнього фотоефекту нелінійна, на кінескопі – теж буде нелінійна. Тому буде спотворення кольору при кольоровому зображенні.
Для АХ вводять параметр – коефіцієнт нелінійності γ. Він використовується для лінеаризації АХ, або ж для того, щоб зробити її нелінійною.
Параметр γ може бути змінним для однієї АХ, може залежати від
.Нелінійність може привести до перетворення гармонічного сигналу в періодичний.
Часто вимірюють коефіцієнт гармонік або коефіцієнт нелінійних спотворень.
Якщо є спектроаналізатор, то коефіцієнт гармонік або коефіцієнт нелінійних спотворень можна розрахувати по результатам вимірювання спектру:
Чим менші спотворення, тим менший коефіцієнт гармонік. В мінімальному випадку
.Коефіцієнт нелінійних спотворень:
В знаменнику – ефективна напруга.
Коефіцієнт гармонік та коефіцієнт нелінійних спотворень зв’язані між собою наступним співвідношенням:
Вимірювати коефіцієнт гармонік можна безпосередньо аналоговими та цифровими приладами з використанням режекторного фільтру і двома типами генераторів (генератор гармонічного сигналу та генератор шумів). Якщо використовується генератор гармонічного сигналу, то це метод вимірювання коефіцієнта гармонік на фіксованій частоті. А якщо використовується генератор шумів (а саме білого шуму) – то це буде статистичний метод вимірювання коефіцієнта гармонік.
44. Вимірювання коефіцієнта гармонік на фіксованій частоті.
Для вимірювання коефіцієнта гармонік на фіксованій частоті використовується генератор гармонічного сигналу. В даному випадку є можливість змінювати частоту генератора і вимірювати залежність fг (або fс) від частоти. Також в схемі використовується режекторний фільтр. Він може настроюватися на частоту сигналу.
Гармоніки знаходяться за межами режекторного фільтру.
Схема вимірювання коефіцієнта гармонік на фіксованій частоті подана нижче:
Вольтметр вимірює ефективне значення всіх гармонік окрім першої.
Для спрощення вимірювань і виключення необхідності ділення в положенні 2 регулюють коефіцієнт підсилення вхідної схеми так, щоб вольтметр відхилявся на максимальне значення. Не змінюючи коефіцієнт підсилення, вольтметр перемикається у положення 1.
Недоліком цього методу є те, що він працює на одній частоті.
45. Статистичний метод вимірювання коефіцієнта гармонік.
Для вимірювання коефіцієнта гармонік статистичним методом використовується генератор шуму. При цьому сигнал змінюється в широкому ліапазоні (генератор білого шуму). Далі вмикається режекторний фільтр.
Селективний вольтметр вимірює сигнал на частоті fреж (чисельник виразу для КС). Звичайний вольтметр вимірює ефективне значеняя шуму (вимірює всу складові – знаменник виразу для КС ).
46. Типи модуляції і методи вимірювання параметрів модульованих сигналів.
Амплітудна модуляція (АМ) - модуляція несучого коливання, при який змінним параметром є амплітуда коливань. Це найпростіша модуляція, яка має найвужчий спектр і не перешкодостійка. Для АМ – коефіцієнт модуляції по амплітуді М.
Частотна модуляція (ЧМ) - кутова модуляція несучого коливання, при якій відхилення частоти модульованого сигналу змінюється пропорційно миттєвим значенням частоти модулювального сигналу. Ця модуляція більш перешкодостійка, але смуга частот значно більша. Для ЧМ – девіація або максимальне відхилення частоти.
Фазова модуляція (ФМ) - кутова модуляція несучого коливання, при якій фаза несучого змінюється пропорційно миттєвим значенням модулювального сигналу. Для ФМ – індекс модуляції.
Існують осцилографічні методи вимірювання параметрів модульованих сигналів. Вони використовуються тоді коли за час вимірювання коефіцієнт модуляції не змінився. Якщо ж він змінюється, то використовують модулометри – для амплітудної модуляції та девіометри – для частотної модуляції.
47. Осцилографічні методи вимірювання коефіцієнта амплітудної модуляції.
Де ω – це несуча частота, Ω – частота модуляції.
1.Вимірювання осцилографом при лінійній розгортці по Х.
Похибка складає 5-10%.
2. Осцилографічний метод з синусоїдальною розгорткою по Х.
Утворимо фігуру Лісажу:
В даному випадку огинаюча – це пряма. Цей метод називається методом трапеції.
Початкові фази між модулюючим та модульованим сигналами співпадають. Якщо ж вони не співпадатимуть, то отримаємо наступне: