Spektral Analizning asosiy tushunchalari

Spektral Analizning asosiy tushunchalari
Spektr tahlili va signal spektri tushunchasi biroz qo'rqinchli. Oddiy amplituda va chastota o'lchovlaridan tortib, murakkab, amaliy o'lchovlargacha, tushunish va tushunish uchun juda ko'p narsa bor. Ushbu blogda men tushunish uchun poydevor qo'yish uchun spektr analizatorlari va signal spektrining asoslarini ko'rib chiqaman. Signal spektri - signal kuchini turli chastotalar bo'yicha taqsimlash. Signal spektri signaldagi chastotalar va ularning tegishli amplitudalari yoki quvvat darajalari haqida ma'lumot beradi. Spektr analizatorlari signal spektrini o'lchash va vizualizatsiya qilish uchun ishlatiladi. Spektr analizatori (eng asosiy darajada) sinus to'lqinining RMS (ildiz-o'rtacha kvadrat) qiymatini ko'rsatish uchun sozlangan chastota-selektiv, cho'qqiga javob beruvchi voltmetr vazifasini bajaradi. Quvvat o'lchagich bilan adashtirmaslik uchun zamonaviy spektr analizatori signallarga chuqurroq sho'ng'ish uchun qo'shimcha imkoniyatlar bilan raqamli signalni qayta ishlashni amalga oshiradi. Spektr analizatorlari dastlab faqat amplitudani o'lchagan. Bu sozlangan, super heterodin analizatorlari vaqt o'tishi bilan aloqa sanoati bilan rivojlandi. Fazalarni o'lchash zarurati bilan signal analizatorlari o'zlarining asosiy analoglari o'rnini egalladi. Spektr analizatorlari signal chastotasiga nisbatan kirishning kattaligini o'lchaydi. Vektor signal analizatorlari bitta chastotada kirish signalining kattaligi va fazasini o'lchaydi. Bugungi signal analizatorlari analog, vektor va FFT (tez Furye o'zgarishi) o'lchovlari kabi spektr analizatorlarining oldingi evolyutsiyalarining funksionalligini birlashtiradi. Ushbu yangi yuqori ishlaydigan signal analizatorlari bilan bir qatorda Keysight FieldFox va modulli spektr analizatorlari kabi yanada ixcham variantlar paydo bo'ldi . Signal analizatori va spektr analizatori atamalari bir-birini almashtirmasa-da, ular ko'pincha bir xil o'lchov va tushunchalarni anglatadi. Ko'p odamlar signal analizatorlariga murojaat qilish uchun "spektr analizatori" dan foydalanadilar. Agar signal analizatori signal spektrini , shu jumladan murakkab signallarni o'lchasa va vizualizatsiya qilsa va DUT (sinov ostidagi qurilma) funksiyasini tushunishga yordam bersa, bu va osiloskop o'rtasidagi farq nima? Osiloskop vaqt sohasida o'lchovlarni amalga oshiradi, masalan, Volts/sek. Bu bizga elektr hodisasining oniy qiymatini vaqtning funktsiyasi sifatida ko'rish imkonini beradi.
Furye konvertatsiyasidan foydalanib, biz vaqt domenidan chastota domeniga o'tishimiz mumkin. Furye nazariyasi bizga har qanday vaqt sohasi hodisasi mos chastota, amplituda va fazaga ega bo'lgan bir yoki bir nechta sinus to'lqinlardan iborat ekanligini aytadi. Chastota domeni har bir chastotada mavjud energiya miqdori kabi signallaringiz haqida yangi ma'lumotlarni ochib beradi. Chastota domenidan foydalanish individual sinusoidal to'lqinlarni yoki spektral komponentlarni ko'rishga va ularning umumiy javobingizga qanday hissa qo'shishini ko'rishga yordam beradi. Vaqt domenidagi murakkab signal chastota domeniga qaraganda ancha farq qiladi. Shakl 1 [G(3] dan ko'rinib turibdiki , vaqt sohasi o'lchovi nopok sinus to'lqinni ko'rsatadi. Chastota domenida o'lchamasdan, ikkinchi harmonikning manbasi va chastotasi noma'lum bo'lib qoladi. Spektr tahlili spektral komponentlarni ko'rsatish orqali shovqin manbalarini ochadi. mustaqil ravishda vaqt domeni signalning impuls ko'tarilishi va pasayish vaqtlari kabi foydali ma'lumotlarni taqdim etadi, ammo chastota domeni signalning garmonik tarkibini, masalan, diapazondan tashqari emissiyalarni va buzilishlarni aniqlashga imkon beradi.
Endi biz signal analizatorlarini nima uchun ishlatishimizni bilganimizdan so'ng, ularning qayerda ishlatilishini ko'rib chiqaylik. Spektr tahlili muhandislikning ko'plab guruhlarida qo'llaniladi. Misol uchun, muhandislar bir xil chastotalardagi tizimlar o'rtasida shovqinlarni oldini olish uchun uyali radio tizimlarini tashuvchi signalning harmonikasini tekshirishlari kerak. Tashuvchiga modulyatsiyalangan xabarning buzilishi, shuningdek, 2-rasmda ko'rsatilgan spektr tahlilini talab qiladi. Ayniqsa, qiyin masala, uchinchi tartibli intermodulyatsiya, murakkab signalning ikki tonnasi bir-birini modulyatsiya qilganda yuzaga keladi. Ushbu hodisaning buzilish komponentlari qiziqish doirasiga tushishi mumkin, ya'ni oddiy filtr ularni osongina olib tashlay olmaydi.
1-rasm: Keysight-ning X-seriyali o'lchash ilovasida garmonik buzilish o'lchovi.
Davlat idoralari, shuningdek, ajratilgan spektrdan foydalanishni nazorat qilish uchun spektr tahlilidan foydalanadilar. Turli chastota diapazonlari simsiz internet, mobil telefonlar, favqulodda aloqalar va boshqalar kabi muayyan harakatlar uchun ajratilgan. Transmitterlar o'zlarining ajratilgan chastota diapazonlarida qolmasa, signal energiyasi qo'shni kanallarga kiradi va 3-rasmda ko'rsatilgan interferentsiyani keltirib chiqaradi.
2-rasm: Keysight-ning GSM radio testi kiruvchi emissiyalarni ko'rsatadi.
Interferentsiyaning yana bir turi, elektromagnit shovqin (EMI) boshqa tizimlarning ishlashiga putur etkazadi. EMI elektron qurilma yoki elektr uzatish liniyalari chiqindilari kabi kiruvchi nurlanish yoki o'tkazuvchan emissiyalarni anglatadi. Elektron mahsulotlar emissiya darajasi hukumat yoki sanoat standarti qoidalariga muvofiqligini ta'minlash uchun EMI muvofiqligi sinovidan o'tishi kerak. Ba'zi signal analizatorlari 3-rasmda ko'rsatilgan DUT moslik testlaridan o'tishini ta'minlash uchun EMI-muvofiqlik sinovini o'z ichiga oladi.
|