Цифровой анализатор спектра: алгоритм работы

Цифровой анализатор спектра: алгоритм работы

Анализатор спектра – прибор, который используется для измерения и наблюдения относительного распределения электромагнитных колебаний, возникающих в полосе частот. По диапазону частот такие анализаторы могут быть оптического диапазона, широкополосные и низкочастотные. По характеру анализа – векторные и скалярные. А вот по предоставлению информации и способу обработки информации есть цифровой анализатор спектра и аналоговый. Кроме того, различают анализаторы еще и по принципу действия. Согласно этой характеристике есть сканирующие анализаторы и многоканальные, то есть параллельного типа.

Самые распространенные – цифровые анализаторы спектра. Построены они могут быть двумя способами. Есть цифровой анализатор последовательного типа, где измерительную информацию получают с помощью сканирования полосы частот гетеродином. Далее информация оцифровывается и обрабатывается цифровым методом. Есть цифровой анализатор параллельного типа, в котором спектр вычисляется с помощью ДПФ – алгоритмов Фурье. Такие анализаторы имеют большую скорость работы, высокое разрешение и могут анализировать однократные и импульсные сигналы. Также они могут вычислить фазовый и амплитудный спектры, представлять сигналы в частотной и временной областях. Но, к сожалению, ДПФ-анализаторы работать могут лишь на низких частотах из-за того, что возможности аналого-цифровых преобразований ограниченны.

Цифровой анализатор спектра. Алгоритм работы - фото 1

Цифровые анализаторы реального времени создала корпорация Tektronix. С их помощью можно в реальном времени отслеживать изменения спектра в современных коммуникационных системах. Кроме того, такой прибор позволяет делать спектрограммы, представленные в разное время множеством спектров. В приборах корпорации Tektronix применяется еще и технология «цифрового фосфора». Она позволяет запоминать спектры на некоторое время и потом отслеживать, как они меняются с течением времени. Выпускают анализаторы реального времени и другие фирмы.

Цифровой анализатор спектра. Алгоритм работы - фото 2

К примеру, фирма Rohde-Schwarz также наладила выпуск таких анализаторов. Но в них дополнительно реализован еще один режим – селективный запуск. Такой режим удобен тем, что его помощью в беспроводной связи можно наблюдать спектры сигналов, а также выделять нужные для изучения пилот-сигналы и несущие сигналы. Запускается такой анализатор, если спектр отвечает заданным условиям.

Цифровой анализатор спектра. Алгоритм работы - фото 3

В любых цифровых анализаторах сигнал преобразовывается в цифровой код. Потом с помощью устройства и вычисляются составляющие спектра. Есть анализатор спектра со сжатием сигнала. Такие приборы отличаются очень высокой разрешающей способностью. Принцип работы блока сжатия информация, прежде всего, строится на преобразовании сигнала, который поступает на его вход. Потом из сигнала берется выборка мгновенных значений. Частота определяется теоремой Коперника. Далее информация преобразовывается в цифровой код и записывается на запоминающее устройство.

Цифровой анализатор спектра. Алгоритм работы - фото 4

В интернете сегодня можно посмотреть, как работают цифровые анализаторы спектра, а также ознакомиться с их алгоритмом работы. Отметим, что в продаже есть еще и анализаторы, которые работают на цифровых фильтрах. Они не нуждаются в подстройке и обеспечивают высокую стабильность параметров. Их работа заключается в частотной фильтрации. Процедура представляет собой обработку входного сигнала. Потом на выходе фильтра возникают новые цифровые коды, которые и будут соответствовать результатам фильтрации.

Цифровой анализатор спектра. Алгоритм работы - фото 5