Схема роботи аналізаторів. Вимірювання форми та спектра сигналів. Основні характеристики приладу

Шаблони-аналізатори - це таблиці Excel, призначені для автоматичного складання тих чи інших звітів, аналізів.

Вперше поняття "шаблон-аналізатор" з'явилося на дистанційному курсі за програмою Excel, що проводиться на сайті: ми запропонували нашим слухачам - вчителям - навчитися робити шаблони-аналізатори підсумків контрольної роботи. Зробивши один шаблон, легко проводити повноцінний аналіз контрольної роботи з усіма відсотками, графіками та таблицями. Ідея так сподобалася нашим слухачам, що сьогодні ми продовжуємо не лише вчити робити свої шаблони-аналізатори, а й опублікували готові шаблони з різних тем.

Програма роботи з електронними таблицями Excel і аналогічні дають відмінні можливості автоматичних підрахунків і розрахунків, побудови графіків, діаграм у режимі реального часу на основі даних, що змінюються в даний момент. Тому ми розробили курс для вчителів та педагогів, де з нуля вчимо працювати в електронних таблицях та робити такі шаблони-аналізатори для себе.

У представлених на сайті аналізаторах стоїть пароль, це означає, що шаблоном можна користуватися як є, просто вносити свої дані і отримувати звіти. Але якщо Ви хочете доопрацювати шаблон або створити свій, це потрібно зробити самостійно.

Аналізатор гармонік є високовиборчим пристроєм, за допомогою якого можна виміряти амплітуду і частоту однієї гармонійної складової в присутності всіх інших.

Мал. 10.2.

За схемними рішеннями аналізатори гармонік поділяють на аналізатори з виборчими контурами та гетеродинні (рис. 10.2 рис. 10.2). У діапазоні низьких частот виборчі контури виконують у вигляді вузькосмугових фільтрів, в діапазоні високих частот використовують коливальні контури, на НВЧ - об'ємні резонатори.

При паралельному аналізі досліджуваний сигнал після вхідного пристрою надходить одночасно на n каналів, що складаються з вузькосмугових фільтрів, налаштованих на основну частоту та її гармоніки (рис. 10.3). Напруги відповідних гармонічних складових після квадратичного детектування через пристрій, що комутує, потрапляють на індикатор , що реєструє абсолютні або відносні значення напруги гармонік. При малому числі каналів (наприклад, 3 або 5) комутатор не є обов'язковим, можна використовувати необхідну кількість індикаторів.

Мал. 10.3.

Аналізатори гармонік застосовуються в основному для дослідження гармонійних складових несинусоїдальних сигналів низької частоти.

Аналізатори спектру

Аналізатор спектру є панорамним пристроєм, за допомогою якого можна спостерігати на екрані електроннопроменевої трубки спектр досліджуваного сигналу. Найбільш поширена структурна схемаспектра представлено на рис. 10.4 рис. 10.4. Досліджуваний періодичний сигнал складної форми надходить через вхідний пристрій на змішувач, до якого підводиться напруга генератора частоти, що коливається. Лінійна зміна частоти у часі здійснюється зміною напруги генератора розгортки. Внаслідок цього відхилення електронного променя по горизонталі пропорційно відхилення частоти середнього значення і горизонтальна вісь є віссю частот. На виході змішувача утворюється напруга комбінаційних частот. Складові, частота яких лежить в смузі пропускання підсилювача проміжної частоти посилюються і після детектування в квадратному детекторі і посилення у підсилювачі відео надходять на вертикально відхиляють пластини електроннопроменевої трубки. Таким чином, відхилення променя по вертикалі пропорційно потужності певної вузької смуги спектра досліджуваного сигналу (від до ), що задовольняє рівність

(10.7)

У деяких аналізаторах спектру використовують логарифмічні підсилювачі, які дають змогу спостерігати складові спектру з більшим ставленням до амплітуд (100:1 або 1000:1). У таких аналізаторах логарифмічний режим можна змінювати лінійним.

Мал. 10.4.

Калібратор призначений для створення на екрані трубки частотних позначок.

Основним недоліком аналізаторів представленої дії є тривалість аналізу.

Діапазон коливання частоти гетеродина визначається шириною досліджуваного спектра. Для вимірювання основного або трьох бічних пелюсток діапазон гойдання повинен дорівнювати. (Рис. 10.5 мал. 10.5)

Частотна розгортка визначає кількість циклів гойдання частоти гетеродина в секунду. Мінімальна величина періоду розгортки характеризується часом послідовного аналізу T посл. При аналізі спектра періодичних імпульсних сигналів період розгортки Т раз пов'язаний з періодом проходження сигналів T c співвідношенням: , де m - число ліній спектру, що спостерігаються на екрані трубки.

Проміжна частота аналізатора спектра має бути такою, щоб за мінімальної тривалості досліджуваного імпульсу? зображення спектра, одержуване дзеркальним каналом, не накладалося на спектрограму основного каналу (рис. 10.5 рис. 10.5).

Мал. 10.5.

Вимірювання нелінійних спотворень

Нелінійним спотворенням гармонійного сигналу називається зміна його форми, що виникає в результаті проходження сигналу через пристрій, що містить нелінійний елемент. Спотворений сигнал можна подати у вигляді суми постійної складової, першої гармоніки з частотою f та вищих гармонік до частот .

Мірою нелінійного спотворення гармонійного сигналу є коефіцієнт гармонік, що характеризує відмінність форми даного періодичного сигналу від гармонічного

(10.8)

де A i - Амплітуда i-ї гармоніки сигналу.

Нелінійні спотворення вимірюють двома методами: гармонійним та комбінаційним. При гармонійному методі на вхід пристрою подають один гармонійний сигнал, при комбінованому - два (або три) сигнали різних частот. Існує статистичний метод, у якому на вхід подають шумовий сигнал.

Вимірювання нелінійних спотворень гармонійним методом здійснюється з допомогою приладу – вимірника нелінійних спотворень. Вхідний пристрій призначений для узгодження вихідного опору об'єкта, що досліджується, з вхідним опором вимірювача нелінійних спотворень. Широкосмуговий підсилювач забезпечує посилення сигналу до величини, зручної для відліку та подальших обчислень. Смуга пропускупідсилювача охоплює діапазон частот від нижньої робочої частоти до п'ятикратного значення верхньої частоти, де вимірюються нелінійні спотворення.

Діапазон робочих частот встановлюється перемиканням резисторів R, плавне налаштування здійснюється здвоєним блоком конденсаторів змінної ємності.

Для спостереження форми сигналу чи його вищих гармонік передбачено вихід осцилограф. Випускають роботи у діапазоні низьких (звукових частот).

Аналізатори людини – види, характеристика, функції

Аналізатори людини допомагають у отриманні та обробці інформації, яку органи почуттів отримують із навколишнього чи внутрішнього середовища.

Як людина сприймає навколишній світ – інформацію, що надходить, запахи, кольори, смаки? Все це забезпечується аналізаторами людини, що розташовані по всьому тілу. Вони бувають різних видів і мають різну характеристику. Незважаючи на відмінності між собою у будові, вони виконують одну загальну функцію – сприймати та переробляти інформацію, яка потім передається людині у зрозумілому їй вигляді.

Аналізатори є лише апаратами, якими людина сприймає навколишній світ. Вони працюють без свідомої участі людини, часом піддаються її контролю. Залежно від отриманої інформації, людина розуміє, що вона бачить, їсть, нюхає, в якому середовищі знаходиться і т.д.

Аналізатори людини

Аналізаторами людини називають нервові утворення, що забезпечують прийом та переробку отриманої із внутрішнього середовища або зовнішнього світу інформації. Разом з тим, що виконують конкретні функції, вони утворюють сенсорну систему. Інформація сприймається нервовими закінченнями, які розташовані в сенсорних органах, потім проходить нервовою системою прямо в мозок, де обробляється.

Аналізатори людини поділяються на:

1. Зовнішні – зорові, тактильні, нюхові, звукові, смакові.
2. Внутрішні – сприймають інформацію про стан внутрішніх органів.

Аналізатор поділяється на три відділи:

1. Сприймаючий – орган чуття, рецептор, який сприймає інформацію.
2. Проміжний - проводить інформацію далі по нервах у головний мозок.
3. Центральний - нервові клітини в корі великих півкуль, де інформація обробляється.

Периферичний (сприймаючий) відділ представлений органами чуття, вільними нервовими закінченнями, рецепторами, які сприймають певний вид енергії. Вони переводять подразнення у нервовий імпульс. У кірковій (центральній) зоні імпульс переробляється у відчуття, яке зрозуміле людині. Це дозволяє йому швидко та адекватно реагувати на зміни, що відбуваються у навколишньому середовищі.

Якщо всі аналізатори людини працюють на 100%, тоді він адекватно і вчасно сприймає всю інформацію, що надходить. Однак проблеми виникають тоді, коли погіршується сприйнятливість аналізаторів, а також втрачається провідність імпульсів нервовими волокнами. Сайт психологічної допомоги сайт вказує на важливість стеження за своїми органами почуттів та їх станом, оскільки це впливає на сприйнятливість людини та її повне розуміння того, що відбувається в навколишньому світі та всередині її тіла.

Якщо аналізатори пошкоджені чи функціонують, то в людини виникають проблеми. Наприклад, індивід, який не відчуває болю, може не помітити, що він серйозно поранився, його вкусила отруйна комаха і т. д. Відсутність миттєвої реакції може призвести до загибелі.

Види аналізаторів людини

Людський організм сповнений аналізаторів, які відповідають за прийом тієї чи іншої інформації. Ось чому сенсорні аналізатори людини поділені на види. Це від характеру відчуттів, чутливості рецепторів, призначення, швидкості , природи подразника тощо.

Зовнішні аналізатори спрямовані на сприйняття всього, що відбувається у зовнішньому світі (поза тілом). Кожна людина суб'єктивно сприймає те, що знаходиться у зовнішньому світі. Так, дальтоніки не можуть знати про те, що вони не розрізняють деяких кольорів, поки інші люди їм не скажуть про те, що колір конкретного предмета інший.

Зовнішні аналізатори поділяються на такі види:

1. Зоровий.
2. Смаковий.
3. Слуховий.
4. Нюхливий.
5. Дотик.
6. Температурний.

Внутрішні аналізатори займаються збереженням здорового стану організму усередині. Коли стан окремого органу змінюється, людина розуміє це через неприємні відчуття. Щодня людина відчуває відчуття, що узгоджуються з природними потребами організму: голод, спрага, втома і т. д. Це спонукає людину на здійснення певної дії, що дозволяє привести організм до рівноваги. У здоровому стані людина зазвичай нічого не відчуває.

Окремо виділяють кінестетичні (рухові) аналізатори та вестибулярний апарат, які відповідають за положення тіла у просторі та його пересування.

Больові рецептори оповіщають людину про те, що відбулися конкретні зміни всередині організму або на тілі. Так, людина відчуває, що поранилася чи вдарилася.

Порушення роботи аналізатора призводить до зменшення сприйнятливості навколишнього світу чи внутрішнього стану. Зазвичай проблеми виникають із зовнішніми аналізаторами. Однак порушення вестибулярного апарату або пошкодження больових рецепторів теж викликає певні труднощі у сприйнятті.

Характеристика аналізаторів людини

Першорядною характеристикою аналізаторів людини є її чутливість. Існують високий та низький пороги чутливості. У кожної людини він свій. Звичайне натискання на руку може викликати біль у одного і легке поколювання в іншого, що залежить від чутливого порога.

Чутливість буває абсолютною та диференційованою. Абсолютний поріг вказує на мінімальну силу подразнення, яке сприймається організмом. Диференційований поріг допомагає у впізнанні мінімальних відмінностей між подразниками.

Латентний період - це проміжок часу від початку дії подразника до появи перших відчуттів.

Зоровий аналізатор бере участь у сприйнятті навколишнього світу у образному вигляді. Цими аналізаторами є очі, де змінюється розмір зіниці, кришталика, що дозволяє бачити предмети при будь-якому освітленні і відстані. Важливими характеристиками даного аналізатора є:

1. Зміна кришталика, що дозволяє бачити предмети як поблизу, і у дали.
2. Світлова адаптація – звикання ока до освітлення (займає 2-10 секунд).
3. Гострота – поділ предметів у просторі.
4. Інерція – стробоскопічний ефект, що створює ілюзію безперервності руху.

Розлад зорового аналізатора призводить до різних захворювань:

• Дальтонізм – нездатність сприймати червоний та зелений кольори, іноді жовтий та фіолетовий.
• Колірна сліпота – сприйняття світу у сірому кольорі.
• Гемералопія – нездатність бачити у сутінках.

Тактильний аналізатор характеризується точками, які сприймають різний вплив навколишнього світу: біль, тепло, холод, поштовхи і т. д. Головною особливістю є шкірний покрив до зовнішнього середовища. Якщо подразник постійно впливає на шкіру, тоді аналізатор знижує власну чутливість нею, тобто звикає.

Нюховим аналізатором є ніс, який покритий волосками, що виконують захисну функцію. При респіраторних захворюваннях простежується несприйнятливість запахів, які надходять до носа.

Смаковий аналізатор представлений нервовими клітинами, розташованими мовою, які сприймають смаки: солоний, солодкий, гіркий і кислий. Також відзначається їхня комбінація. У кожної людини простежується своя сприйнятливість тих чи інших уподобань. Ось чому всі люди мають різні смаки, які можуть відрізнятися до 20%.

Функції аналізаторів людини

Основною функцією аналізаторів людини є сприйняття подразників та інформації, передача в головний мозок, щоб виникли конкретні відчуття, що спонукають до відповідних дій. Функція – повідомити, щоб людина автоматично або усвідомлено прийняла рішення, що їй робити далі або як усунути проблему.

Кожен аналізатор має свою функцію. У сукупності всі аналізатори створюють загальне уявлення у тому, що відбувається у світі чи всередині організму.

Зоровий аналізатор допомагає сприймати до 90% усієї інформації навколишнього світу. Вона передається картинками, які допомагають швидко зорієнтуватися у всіх звуках, запахах та інших подразниках.

Тактильні аналізатори виконують оборонно-захисну функцію. На шкіру потрапляють різні сторонні тіла. Їх різний вплив на шкіру змушує людину швидко позбавлятися того, що може завдати шкоди цілісності. Також шкірою регулюється температура тіла за рахунок оповіщення про те, в якому середовищі людина опинилась.

Органи нюху сприймають запахи, а волоски виконують захисну функцію порятунку повітря від сторонніх тіл, що у повітрі. Також людина через ніс сприймає довкілля запахом, контролюючи, куди йти.

Смакові аналізатори допомагають розпізнаванню смаків різних предметів, які потрапляють у рот. Якщо на смак щось є їстівним, людина їсть. Якщо щось відповідає смаковим рецепторам, людина це випльовує.

Відповідне положення тіла визначається м'язами, які посилають сигнали і напружуються під час руху.

Функцією больового аналізатора є захист організму від подразників, що завдають біль. Тут людина або рефлекторно або усвідомлено починає захищатися. Наприклад, відсмикування руки від гарячого чайника є рефлекторною реакцією.

Слухові аналізатори виконують дві функції: сприйняття звуків, які можуть сповіщати про небезпеку, та регулювання рівноваги тіла у просторі. Захворювання органів слуху можуть призвести до порушення вестибулярного апарату або викривлення звуків.

Кожен орган спрямовано сприйняття певної енергії. Якщо всі рецептори, органи та нервові закінчення здорові, тоді людина сприймає себе та навколишній світ у всій красі одночасно.

Прогноз

Якщо людина втрачає функціональність своїх аналізаторів, тоді прогноз її життя певною мірою погіршується. Виникає необхідність відновлення їх функціональності чи заміщенні, щоб компенсувати недолік. Якщо людина втрачає зір, тоді їй доводиться сприймати світ через інші органи почуттів, а її очима стають інші люди або собака-поводир.

Лікарі наголошують на необхідності дотримання гігієни та проведення профілактики лікування всіх своїх органів чуття. Наприклад, потрібно чистити вуха, не їсти те, що не вважається їжею, берегти себе від впливу хімічних речовин і т. д. У зовнішньому світі є безліч подразників, які можуть завдати шкоди організму. Людина має навчитися жити те щоб не пошкоджувати свої сенсорні аналізатори.

Підсумком втрати здоров'я, коли внутрішні аналізатори сигналізують про біль, що говорить про хворобливий стан конкретного органу може стати смерть. Отже, працездатність всіх аналізаторів людини допомагає у збереженні життя. Ушкодження органів чуття або ігнорування їх сигналів може значно вплинути на тривалість життя.

Наприклад, пошкодження до 30-50% шкірного покриву може призвести до загибелі людини. Пошкодження органів слуху не призведе до смерті, проте знизить якість життя, коли людина не зможе повноцінно пізнавати весь світ.

За деякими аналізаторами необхідно стежити, періодично проходити перевірку їхньої працездатності та проводити профілактику. Існують певні заходи, що допомагають у збереженні зору, слуху, тактильної чутливості. Багато залежить ще й від генів, які передаються дітям від батьків. Саме вони визначають, наскільки гострими за чутливістю будуть аналізатори, а також їхній поріг сприйняття.

У цій статті представлений простий логічний аналізатор, який працює з оболонками USBee v1.1.57 і Logic v1.1.15. Зібраний на поширеній мікросхемі CY7C68013A фірми Cypress. У мене була готова плата з цією мікросхемою, замовлена ​​з сайту Aliexpress. Ось такий у неї вигляд:

Хотів на ній створити LPT порт, але потім потреба в ньому зникла і так вона валялася не потрібна. Знадобився мені простий логічний аналізатор. Вирішено було зробити на цій платі. На просторах інтернету багато схем на цій мікросхемі. Потрібно було додати буфер для передачі даних, зробити захист по входу та можливість вибору з якою оболонкою працювати. Плата розширення одягається зверху основної плати. Скажу відразу, що схема, плата, прошивки та все необхідне для роботи з цим логічним аналізатором знаходиться внизу статті. Як буфер використовувалася мікросхема 74LVC4245, можна застосувати 74LVC8T245A вони повністю ідентичні. Захисну функцію входу виконують діодні зборки BAV99. І так народилася така схема:

Джампером J1 вибираємо напрямок передачі даних. У замкнутому стані на прийом даних, у розімкнутому на передачу. Є така оболонка як USBee AX Test Pod. Вона містить багато тестових утиліт, за допомогою неї можна протестувати роботу зібраного пристрою. Одна з можливостей генерувати на висновках XP3 різні частоти. Щоправда, самому ставити їх не можна. Виводиться одразу 8 різних частот. Також можна встановлювати в 0 або 1 виходи та багато інших тестів. Джампером XP5 вибираємо з якою оболонкою працюватимемо USBee v1.1.57 або Logic v1.1.15. У U2 та U3 відповідно завантажується прошивка для різних оболонок. Джампер XP4 – це захист від запису. Потрібний буде при старті оболонки від Logic. Джампером J2 задаємо напругу вхідних рівнів. Якщо він замкнутий то вхідний рівень сигналу повинен бути 3.3 V. Також передбачена можливість встановити рівень сигналу такий яким напруга живиться діагностований пристрій але не більше 5V. Для цього розмикаємо J2 і напруга живлення плати, що діагностується подаємо на 10 висновок XP3. Так само не забуваємо з'єднати між собою загальний провід аналізатора з платою, що діагностується. Для початку нам потрібно доопрацювати основну плату, тобто видалити мікросхему пам'яті 24C128.

У моїй платі також не було з'єднання GND USB роз'єму та GND CY7C68013A довелося з'єднати проводком.

Більше жодних змін робити не потрібно.

Тепер виготовляємо нашу хустку розміром 41мм х 58мм. У результаті отримуємо такий результат:

З'єднуємо дві плати:

Для початку роботи нам потрібно прошити мікросхеми пам'яті. Для цього встановлюємо утиліту від Cypress CySuiteUSB_3_4_7_B204. Прибираємо з плати джампер XP5 та підключаємо плату до ПК, у диспетчері пристроїв з'явиться невідомий пристрій.

Встановлюємо драйвера із файлу Driver_Cypress_win7 win8. Вказуємо диспетчеру, що шукати драйвера у цій папці. Система сама встановить потрібний драйвер. З'явиться новий пристрій у контролерах USB:

Запускаємо встановлену програму Control Center. Перед нами відкриється вікно, де вгорі має бути наш пристрій.

Вибираємо вкладку Option потім EZ-USB Interface:

Відкриється наступне вікно:

Нічого тут не міняємо. Нам потрібна лише кнопка S EEPROM. Джампером XP5 вибираємо одну з мікросхем пам'яті. Натискаємо S EEPROM і вказуємо, де зберігається наша прошивка. Вибираємо прошивку в залежності від типу пам'яті та натискаємо "Відкрити". Цифри наприкінці назви прошивки вказують якого типу пам'яті прошивка. Для 24C01 потрібно вибирати USBeeAX_01, а для 24C02 USBeeAX_01.

Піде процес заливання інформації. При вдалій прошивці має бути повідомлення як на скріншоті. Кількість байт може відрізнятися залежно від обраної прошивки.

Натискаємо кнопку скидання на платі та бачимо в диспетчері пристроїв новий невідомий пристрій. Встановлюємо драйвера. В автоматичному режимі драйвера не встановлюватимуться. У ручному режимі вказуємо, що встановити з диска та вибираємо драйвер із папки Driver Cypress win7_win8. У мене на Windows 8.1 запрацювало із драйвером EZ-USB FX1 No EEPROM (3.4.5.000).

Структурна схема аналізатора послідовного типу наведено на рис. 2.23.

Мал. 2.23. Структурна схема аналізатора послідовного типу

Вхідний сигнал U вхнадходить на вхідний пристрій 1 аналізатора, де посилюється підсилювачем або послаблюється атенюатором до потрібного значення та надходить на змішувач 2 . Змішувач перемножує вхідний сигнал та сигнал гетеродина 6 , частота, якого змінюється за лінійним законом за допомогою модулятора 7 . На виході змішувача ставиться резонатор 3 ,Виділяє сигнали сумарної або різницевої частоти гетеродина і вхідного сигналу.

На рис. 2.24 представлена ​​структурна схема аналізатора, що відрізняється від структурної схеми, зображеної на рис. 2.23 наявністю частотного детектора, що перетворює частоту гетеродина в напругу постійного струму.

Мал. 2.24. Структурна схема аналізатора із частотним детектором:

1 – вхідний пристрій, 2 – змішувач, 3 – резонатор, 4 – детектор,

5 – широкосмуговий підсилювач, 6 – гетеродин, 7 – модулятор, 8 – підсилювач горизонтального відхилення, 9 – індикатор, 10 – частотний детектор

Це дозволяє знизити вимоги до гетеродину щодо стабільності частот та лінійності модуляційної характеристики. У цій схемі точність відліку частоти визначається стабільністю коефіцієнта передачі частотного детектора і лінійністю його характеристики в діапазоні частот гетеродина, що перебудовується.

В аналізаторах для ослаблення перешкод дзеркальним каналом використовують подвійне перетворення частоти. Ці перешкоди можуть виникати через те, що резонатор не зможе розрізнити два сигнали, якщо виконується умова

У схемі аналізатора з подвійним перетворенням частоти (Рис. 2.25) сигнал після вхідного пристрою надходить на змішувач 11 . На нього ж подається напруга з гетеродина, що перебудовується вручну. 12 . Між змішувачами 1 і 2 включений підсилювач проміжної частоти 11 .

Мал. 2.25. Структурна схема аналізатора з двома гетеродинами:

1 – вхідний пристрій; 2 – другий змішувач; 3 – резонатор; 4 – детектор; 5 - широкосмуговий підсилювач; 6 – другий гетеродин; 7 – модулятор; 8 – підсилювач горизонтального відхилення; 9 – індикатор; 10 – перший змішувач; 11 – підсилювач проміжної частоти; 12 – перший гетеродин

Для придушення перешкоди дзеркальним каналом проміжну частоту вибирають більше верхньої частоти спектра сигналу. Використання двох гетеродинів дозволяє градуювати екран осцилографа за частотою, оскільки за зміни частоти першого гетеродина розмітка шкали не змінюється. При використанні одного гетеродина зміна діапазону частот викликає зміну масштабу за частотою. В аналізаторах спектру використовують пікові або середньоквадратичні детектори, а іноді послідовне з'єднання середньоквадратичного та пікового детекторів. Для підвищення точності аналізаторів замість електронно-променевої трубки застосовують прилади, що реєструють. Для отримання значень амплітуд спектра в логарифмічному масштабі (дБ) перед реєструючим приладом включають лінійно-логарифмічний перетворювач.

Структурну схему аналізатора спектра паралельного типу наведено на рис. 2.26.

Мал. 2.26. Структурна схема аналізатора паралельного типу

Досліджуваний сигнал після вхідного пристрою 1 надходить на презонаторів 2i,…,2n. Напруга з резонаторів після проходження через детектор 3 фіксується реєструючим пристроєм 4 . В автоматичному варіанті паралельного аналізатора замість перемикача встановлюється комутатор. Синхронно з перемиканням каналів змінюється розгортка реєструючого приладу. Крім розглянутих послідовних та паралельних аналізаторів спектра існують комбіновані, одна з можливих схем яких наведена на рис. 2.27.

Мал. 2.27. Структурна схема автоматичного аналізатора паралельного типу

У цій схемі аналізований сигнал після вхідного пристрою 1 надходить на змішувач 2 . Змішаний з напругою гетеродина 7 сигнал проміжної частоти аналізується і резонаторами 3i,…,3n. Вихідна напруга з резонаторів проходить через комутатор 4 та детектор 5 на реєструючий пристрій 6 . Розгортаючий пристрій останнього синхронізується з роботою комутатора та модулятора 8 що змінює частоту гетеродина за певним законом. Комбіновані аналізатори дозволяють використовувати швидкодію паралельного та простоту схеми послідовного аналізаторів.

Розглянемо структурну схему аналізатора без резонаторів (Рис. 2.28), що реалізує вираз (2.26). Досліджуваний сигнал після вхідного пристрою 7 , надходить на два перемножувачі 3 , в одному з яких множиться на sin?t, а в іншому на cos?t. Синусно-косинусні напруження виробляються генератором 2 . З виходу перемножувачів напруги подаються на інтегратори 4 , на виході яких через час t Отримаємо напруги, пропорційні синусній та косинусній складовим спектру.

Мал. 2.28. Структурна схема аналізатора без резонаторів

, (2.43)

. (2.44)

При ідеальності всіх пристроїв у схеми маємо ідеальний аналізатор з нескінченною роздільною здатністю (при t → ∞) Припустимо, що інтегратор замінений RC-фільтром з постійного часу τ = RC. Коефіцієнт передачі фільтра

. (2.46)

Нехай вхідний сигнал

, (2.47)

тоді напруги на виході перемножувачів

Якщо прийняти ? ? r то на виході RC-фільтра напруга сумарної частоти (? + ? r) буде значно менше напруги різницевої частоти. Тому можна написати, що

, (2.50)

. (2.51)

Після зведення в квадрат, підсумовування та вилучення кореня отримуємо

. (2.52)

Цей вираз подібний до виразу для простого коливального контуру. Як такі генератори використовують LC-генератори, RC-генератори та релаксаційні. У релаксаційних генераторів можна отримати хорошу лінійність модуляційної характеристики.

Мал. 2.29. Структурна схема генератора коливається частоти

зі зворотним зв'язком

Для отримання синусоїдальної форми кривої з їхньої виході ставиться фільтр нижніх частот.

У ІАЧХ ці генератори не поширені у зв'язку зі складністю отримання широкої смуги хитання частот при синусоїдальній формі вихідної напруги. Розглянемо методи вдосконалення лінійності модуляційної властивості ИАЧХ.

Іншим способом є використання негативного зворотного зв'язку. Як ланка зворотний зв'язок застосований частотний детектор ЧД. Так як характеристики цієї схеми визначаються в основному ланкою зворотного зв'язку, то до частотного детектора пред'являються жорсткі вимоги: він повинен мати високу стабільність і хорошу лінійність в діапазоні коливання частоти.

Крім розглянутих методів поліпшення лінійності модуляционной характеристики використовують корекцію модулюючого напруги з допомогою нелінійних елементів.

Для отримання частотних позначок на екрані індикатора застосовується метод нульових биття або метод зупинення частоти. Схема ІАЧХ, побудована з використанням методу нульових биття, представлена ​​на рис. 2.30.

Мал. 2.30. Структурна схема формувача міток

До вхідних параметрів приладу належать: чутливість; смуга пропуску; динамічний діапазон; вхідний опір.

Похибка ІАЧХ по амплітуді визначається нерівномірністю вихідної напруги в смузі гойдання, нерівномірністю АЧХ та нелінійністю детектора та підсилювача вертикального відхилення, похибкою відліку амплітуди. Нерівномірність вихідної напруги оцінюється виразом

, (2.53)

де U max і U min – максимальне та мінімальне значення вихідної напруги у смузі хитання.

Нерівномірність власної частотної характеристики ІАЧХ у смузі хитання визначається за зображенням на екрані індикатора вихідної напруги приладу, виміряного власним детектором, і розраховується за формулою

, (2.54)

де l max і l min - максимальне та мінімальне відхилення променя в смузі хитання.

Похибка ІАЧХ за частотою визначається похибкою вузла міток та нелінійністю частотного масштабу, яку можна визначити за формулою

, (2.55)

де Δ f max - максимальне відхилення частоти від лінійного закону її зміни; f У – f Нвисока та низька смуги гойдання.

При дослідженні смуги пропускання резонансних пристроїв зручно мати на екрані три мітки: центральна відповідає резонансній частоті, а дві останні відзначають смугу пропускання пристрою. Для отримання цих міток і потрібний генератор низької частоти ГНЧ, який модулює амплітуду калібрувального генератора. Метод зупинки частоти полягає в тому, що модулююча напруга має не пилкоподібну, а пилкоподібно-ступінчасту форму (Рис. 2.31).

Рис.2.31. Графік лінійно-ступінчастої напруги

У момент часу 1 , зупинення зміни частоти на екрані з'явиться яскрава точка і в цей момент вимірюється частота. Для отримання високої точності використовують цифровий частотомір. Змінюючи момент зупинки, можна виміряти частоту будь-якої точки АЧХ.