Аналіз спектра і вимірювання параметрів модульованих сигналів

Поняття апаратурного аналізу спектра. Паралельний і послідовний аналіз спектра на основі принципу фільтрації. Структурні схеми гетеро­динного і резонансного аналізаторів спектра, принцип роботи, характерис­тики, способи калібрування спектрограм. Дисперсійні та цифрові аналіза­тори спектра. Схеми, принцип роботи, технічні характеристики.

Вимірювання коефіцієнта амплітудної модуляції, девіації та індексу частотної модуляції. Принцип роботи і структурні схеми засобів вимірю­вання. Джерела похибок. Вимірювання параметрів імпульсно-модульова­них коливань.

Вимірювання нелінійних спотворень неперервних і модульованих сигналів. Структурні схеми та принцип роботи засобів вимірювання нелі­нійних спотворень.

Методичні вказівки

Коливання, які використовуються в радіотехніці, в більшості випад­ків є несинусоїдальними. При цьому існує два способи описання довільно­го сигналу: у вигляді функції , де незалежна змінна t визначає час, і у вигляді функції , де незалежна змінна визначає частоту. Ці дві функції зв’язані між собою перетворенням Фур’є.

Апаратурно найчастіше розв’язуються дві задачі спектрального ана­лізу: визначення сумарного внеску вищих гармонік по відношенню до пер­шої або до всього сигналу (за допомогою засобу вимірювання коефіцієнта нелінійних спотворень) і знаходження амплітуд всіх гармонічних складо­вих (за допомогою аналізатора спектра і гармонік).

За способом проведення аналізу аналізатори спектра бувають послі­довного і паралельного типів, а за методом виділення гармонічних складо­вих – резонансні, гетеродинні, дисперсійно-часові, рециркуляційні, цифро­ві та кореляційні.

Спектральні характеристики найбільш повно описують сигнали складної спектральної структури, проте в деяких практичних випадках бу­ває достатньо визначити більш прості характеристики. Прикладом є вимі­рювання параметрів модульованих сигналів.

Модульованим називається коливання, один з параметрів якого змі­нюється за законом модулювального сигналу.

Найбільш просто параметри більшості видів модульованих сигналів можна виміряти за допомогою осцилографа. Для амплітудно-модульова­них та імпульсно-модульованих сигналів розроблені спеціальні засоби ви­мірювань: модулометри, які вимірюють коефіцієнт амплітудної модуляції за методом лінійного або квадратичного детектування. Для вимірювання девіації частоти частотно-модульованих сигналів за методом частотного детектування використовуються девіометри. Для вимірювання індексу час­тотної модуляції може також використовуватися метод несучої, що зникає.

Література: [1, С.202-290; 2, С.154-176; 3, С.249-280].

Контрольні запитання

1. Наведіть класифікацію аналізаторів спектра.

2. Наведіть функціональні схеми аналізаторів спектра паралельної і послідовної дії та поясніть принцип їх роботи.

3. Вкажіть основні технічні характеристики аналізаторів спектра.

4. Поясніть принцип роботи засобу вимірювання нелінійних спотво­рень і вкажіть джерела його похибок.

5. Поясніть принцип роботи засобів вимірювання коефіцієнта амплі­тудної модуляції, девіації частоти і вкажіть джерела їх похибок.