могут быть качественными. То же самое можно отметить и в отношении коэффициента шума, который может иметь значения в диапазонах ниже 1 ГГц около 30 дБ и выше 1 ГГц до 40 дБ. Большинство анализаторов спектра имеет небольшой динамический диапазон для импульсных сигналов из-за широкополосности входа* >.

Функциональная схема типового ВЧ анализатора спектра (рис. 3.58). Входная часть (/) анализатора спектра связана с согласованными датчиками принимаемого сигнала (2) или с встроенным источником напряжения (5), используемым для калибровки прибора. Сигнал проходит через фильтр нижних частот (4), ослабляющий ВЧ мешающие сигналы, которые могут проходить по побочным каналам приема. В анализаторе нет резонансного УВЧ или преселектора и для обеспечения соответствующего динамического диапазона устройства используется ВЧ аттенюатор (5).

Частота принимаемых сигналов далее преобразуется в более высокую ПЧ при помощи смесителя (6) и перестраиваемого управляющим напряжением гетеродина (7). При этом предусмотрена возможность сканирования в полосе более октавы при относительно равномерной частотной характеристике коэффициента передачи принимаемого сигнала. По ВЧ входу анализатор спектра перекрывает одну-две декады частот.

*) Динамический диапазон анализатора спектра для импульсных сигналов зависит также от длительности импульсов т и по сравнению с динамическим диапазоном при т = 1 мкс уменьшается на

100

* та [мкс] Д/[кГц] где Д/ - полоса пропускания узкополосного тракта анализатора спектра на уровне -3 дБ.

На это обращается внимание в отечественном нормативном документе Общесоюзные нормы на ширину полосы радиочастот и внеполосные спектры излучений радиопередающих устройств гражданского назначения /Г1\РЧ (М.: Связь, 1976). Там же отмечается, что при анализе спектра шума динамический диапазон уменьшается на 101§(Д £/) по сравнению с динамическим диапазоном анализатора для непрерывных периодических сигналов с необходимой полосой б [Гц]. С целью расширения динамического диапазона измерений рекомендуется иа входе анализатора включать полосовой заградительный фильтр. При этом необходимо учитывать влияние неравномерности частотной характеристики фильтра на результаты измерений.

В том же документе описаны особенности применения анализаторов для измерения спектральных характеристик сигналов с разлнч-выми видами модуляции. {Прим. ред.)

Уровень шума анализатора из-за отсутствия УВЧ в основном определяется уровнем шума УПЧ {8). Выход этого усилителя подключен к второму смесителю (9), на который поданы также колебания гетеродина (10) с фиксированной частотой. При этом преобразование рассчитано на понижение частоты. Второй усилитель ПЧ ( ) непосредственно или через логарифмический усилитель {12) нагружен одним из нескольких полосовых фильтров {13), который может быть выбран оператором с помощью переключателя. Использование логарифмического усилителя обеспечивает динамический диапазон изменения амплитуды сигнала, отображаемого на экране электронно-лучевой трубки, 60 дБ и более, а линейного усилителя - не более 30 дБ. Полосовые фильтры {13) рассчитаны на выбор полосы пропускания анализатора в пределах четырех порядков. Выбранный фильтр подключается к детектору {14), с выхода которого сигнал через усилитель видеочастоты {15) подается к вертикальным пластинам Y электронно-лучевой трубки {16).

Свип-генератор {17) анализатора выполнен с расчетом на широкий выбор скоростей и частотных пределов сканирования, определяющих полосу обзора. Напряжения этого генератора приложены к горизонтальным пластинам X трубки {16) и одновременно к преобразоватачю {18) сигнала свип-генератора. Этот преобразователь создает соот-

Артчиш I

оо-*

Источник напряжении для иалиброВки fl)

ГеглероВин, перестраиваемый напряжением

Филюр нижних частот

ВЧат-тенюатор

ПреоБразоВатепь

сигнапа сВип-генератпра

СВип-геиератор

(17)

Злентронио-

трубка

Второй гетеродин с фиксированной частотой

(Ю)

(б) ЕмЕситепь на повышение частоты

Смеситель на понижение частоты

УПЧ (11)

Логарифмический УПЧ

Детектор

Оереклтчаемьге полосовые фильтры

Рис. 3.58. Упрощенная структурная схема высокочастотного анализатора спектра

Courtesy of Hewlett Pockard Puc. 3.59. Анализатор спектра, диапазон 10 МГц - 40 ГГц

ветствующее аналоговое напряжение для управления частотой гетеродина (7), которое изменяется синхронно с линейным по времени изменением частоты сигнала свип-генератора, поданного на пластины X электронно-лучевой трубки.

Из типовых характеристик анализатора спектра следует отметить: полосу частот измеряемого сигнала, полосу обзора, частоту сканирования, полосу пропускания узкополосного фильтра тракта ПЧ, длительность послесвечения экрана, параметры встроенного генератора калибровки, возможность анализа спектров сигналов с полосой до 2 ГГц, равномерность частотной характеристики полосы пропускания по тракту ПЧ и большой динамический диапазон (например, 70 дБ) анализа узкополосных сигналов

Типовой анализатор спектра. Различные типы анализаторов спектра выпускает фирма Hewlett-Packard. На рис. 3.59 показан анализатор спектра, разработанный этой фирмой в конце 60-х годов (второе поколение приборов). Он состоит из трех частей: сменного блока ВЧ, блока ПЧ и индикаторного блока с электронно-лучевой трубкой (дисплеем). Максимальная полоса обзора анализатора 2 ГГц. Ширина полосы тракта ПЧ может изменяться от 100 Гц до 300 кГц с шагом 1-3-10. Логарифмический УПЧ с равномерной частотной характеристикой для узкополосных сигналов имеет динамический диапазон 70 дБ. Однако для широкополосных сигналов, которые могут перегружать