37. Анализатор спектра с последовательным анализом
Последовательный анализ производится посредством одного узкополосного фильтра, перестраиваемого в широкой полосе частот. Фильтр последовательно настраивают на различные частоты. При каждой новой настройке он выделяет очередную составляю составляющую спектра. Последовательный анализ эффективен при исследовании периодических процессов, медленно меняющихся по сравнению с продолжительностью анализа. Для исследования быстро протекающих процессов и, в частности, одиночных, неповторяющихся импульсов этот способ анализа непосредственно использован быть не может. Однако аппаратура для последовательного анализа довольно проста. Именно поэтому последовательный анализ стремятся распространить на возможно большее число случаев исследования спектра, применяя различные приемы для ускорения анализа.
Характерным, принципиальным узлом является узкополосная система, выделяющая спектральные составляющие или участии спектра. В осциллографических анализаторах с последовательным анализом предусматривают электронную перестройку в весьма широком диапазоне частот. Перестройка достигается в результате видоизменения способа анализа: вместо того чтобы передвигать среднюю частоту полосового фильтра по шкале частот относительно неподвижного спектра, перемещают спектр относительно фиксированной средней частоты фильтра. При этом отдельные спектральные линии или участки спектра последовательно совпадают с полосой пропускания фильтра вследствие относительного их перемещения по шкале частот. Подобное видоизменение способа последовательного анализа достигается гетеродинным преобразованием частоты.
Если взять автоматически перестраиваемый гетеродин и осциллографический индикатор, получим анализатор спектра.
Исследуемый сигнал поступает через входной блок на вход 1 смесителя, к входу 2 которого подводится напряжение гетеродина, представляющего собой генератор качающейся частоты. Гетеродин настраивается по частоте так, чтобы средняя частота полосы качания была близка к значению частоты, соответствующему середине полосы частот, занимаемой спектром исследуемого сигнала. Линейная частотная модуляция (качание частоты) достигается в результате воздействия на гетеродин линейно-изменяющегося напряжения генератора развертки, которое подается одновременно на горизонтально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки. Таким образом, перемещение электронного луча трубки по горизонтали пропорционально частоте, и горизонтальная ось служит осью частот.
Отклонение луча по вертикали определяется сигналом, поступающим на вертикально отклоняющие пластины трубки с выхода приемника, содержащего узкополосный УПЧ. Напряжение промежуточной частоты в результате детектирования преобразуется в видеоимпульс, поступающий после усиления на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. При этом на экране наблюдается вертикальная светящаяся линия, высота которой пропорциональна значению напряжения выделенной составляющей спектра. За цикл качания частоты гетеродина, равный длительности Тр (периоду) развертывающего напряжения, будут выделены n составляющих спектра. Циклы качания многократно и синхронно повторяются. На экране наблюдается изображение спектра исследуемого сигнала, состоящее из совокупности светящихся линий.
Чтобы различать соседние составляющие спектра сигнала, полоса пропускания Δf УПЧ должна быть очень узкой по сравнению с расстоянием по оси частот между соседними составляющими спектра.