Характеристики анализаторов спектра

Характеристиками АС являются:

- разрешающая способность;

-время анализа;

-полоса анализируемых частот.

Анализатор спектра характеризуется погрешностью по амплитуде и погрешностью по частоте.

Погрешность по частоте определяет с какой точностью может быть определен интервал частот между составляющими спектра или действительное значение частоты этих составляющих.

Погрешность по амплитуде определяется инструментальными погрешностями АС и зависит от спектра исследуемого сигнала.

Погрешность АС связана также с временем анализа.

Разрешающая способность анализатора спектра

Разрешающая способность анализатора спектра – это минимальный интервал по частоте между двумя гармоническими сигналами, при котором они разделяются анализатором.

Если на колебательный контур подана сумма двух гармонических сигналов, то

i(t)=I_m (sin ₁ t +sin ₂t). (9)

и разрешающая способность равна разности частот , при которой:

(Umin/Umax)=m (10)

Обычно m принимают равным или .

Рисунок 7 - Разрешающая способность анализатора

 

Разрешающая способность резонатора зависит от вида его частотной характеристики, она может быть статической и динамической.

Динамическая разрешающая способность имеет место при последовательном анализе.

При линейном изменении частоты воздействия амплитудно-частотная характеристика резонатора деформируется (рисунок 4.11).

Рисунок 8 - Динамическая характеристика резонатора

Деформация резонансной кривой характеризуется рядом параметров:

- относительным изменением значения максимума

(11)

- относительным смещением максимальной динамической характеристики относительно максимальной статической характеристики

(12)

- относительным расширением полосы пропускания

(13)

Время анализа

Время анализа – характеризует насколько быстро можно провести анализ сигнала в определенном диапазоне частот.

Время параллельного анализа зависит от времени установления колебаний в резонаторе. Если после подачи исследуемого сигнала на анализатор сразу же снять показания, то получится нулевая линия, т.к. напряжение на конденсаторе контура не может нарастать скачком.

При последовательном анализе время зависит от скорости перестройки частоты резонатора. При перестройке частоты резонатор будет характеризоваться не статической, а динамической разрешающей способностью.

Время анализа - время установления колебаний в резонаторе - зависит от вида АЧХ и полосы пропускания резонатора.

Для любого линейного четырехполюсника справедливо соотношение

(14)

где – комплексный коэффициент передачи, который есть не что иное, как спектр функции .

Спектр функции представляет собой реакцию четырехполюсника на входное воздействие.

В теории сигналов под шириной спектра сигнала обычно понимают полосу частот, в которой сосредоточена основная доля (90%) энергии сигнала.

Полоса анализируемых частот

Полоса анализируемых частот – указывает частотный диапазон сигналов, которые могут исследоваться данным анализатором спектра.

Для увеличения полосы анализируемых частот анализаторы спектра выполняют мультидиапазонными.

В анализаторе спектра обычно имеется возможность исследовать сигнал не во всем диапазоне, а в полосе обзора, что повышает точность анализа.