Разработка анализатора спектра речи

- Точность установки полосы обзора ± 0,5% от установленной полосы.

- Точность графического отображения спектральных составляющих сигнала: точность установки полосы обзора + точность опорного источника частоты + 50% от полосы пропускания фильтра ПЧ.

Измеритель частоты:

- Разрешение: 10 КГц.

- Относительная погрешность измерения частоты ± 2E10-8 от измеряемой частоты.

- Чувствительность частотомера: не хуже -70 дБм.

- Паразитная девиация частоты гетеродинов измеренная и полосе от 20 Гц до 20 кГц, не превышает 50 Гц.

- Спектральная плотность шумов в одиночной боковой полосе на частоте 1 ГГц (при отстройке на 10 кГц от несущей) не превышает -90 дБс/Гц.

Амплитудные характеристики:

- Диапазон измерения уровня сигнала: от +30 дБм до -115 дБм.

- Ошибка измерения уровня: от +30 дБм до -95 дБм не более ±0,2 дБ: от -95 дБм /(0-115 дБм не более ±2 дБ.

-Средний уровень отображаемых шумов составляет -120 дБм в диапазоне от 100 кГц до 2,2 ГГц при использовании фильтра ПЧ 1 кГц, видеофильтра 10 Гц и входном аттенюаторе 0 дБ.

- Линейность тракта по уровню компрессии выходного сигнала 1 дБ составляет –10 дБм минимум (входной аттенюатор О дБ, частота > 10 МГц).

Масштабирование экрана:

- 80 дБ при логарифмическом масштабе 10 дБ/дел.

- 40 дБ при логарифмическом масштабе 5 дБ/дел.

- 6 дБ при логарифмическом масштабе 2 дБ/дел.

- 8 дБ при логарифмическом масштабе 1 дБ/дел.

Единицы измерения амплитуды: дБм.

Неравномерность АЧХ; ±1,5 дБ и диапазоне рабочих частот.

- Уровень паразитных частотных откликов в диапазоне рабочих частот: не более -100 дБм.

- Гармонические искажения 2-го порядка: < -60 дБс (при входном сигнале не более -20 дБм и входном аттенюаторе 10 дБ). Гармонические искажения 3-го порядка: < -70 дБс (при воздействии 2 сигналов с уровнями не более -30 дБм, разносом частот 2 МГц, средней частотой >100 МГц и входном аттенюаторе 0 дБ).

Входной аттенюатор:

Диапазон: от 0 до 50 дБ с шагом перестройки 10 дБ.

Точность: от ± 0,2 до ±1,0 дБ (в зависимости от затухания аттенюатора).

Опорный уровень:

-130 дБм +30 дБм при использовании логарифмического масштаба 1 дБ/дел.

Точность установки опорного уровня ±1,0 дБ (F= 100 МГц).

Разрешающая способность фильтров ПЧ:

Выбирается из ряда: 1 кГц, 3 кГц. 10 кГц, 30 кГц, 100 кГц, 300 кГц, 1 МГц.

Точность установки центра фильтра ПЧ определяется опорным источником К) МГц.

Коэффициент прямоуголыюсти фильтра 114, измеренный по уровню 60 с1В/3 с1В: не более 4:1.

Амплитудная ошибка при переключении фильтра: не более ±0.2 дБ

Полоса фильтра видео: 10 Гц, 100 Гп. 1 кГц, 10 кГц.

Скорость развертки:

Определяется соотношением полосы обзора и полосы пропускания фильтра ПЧ.

Минимальное время развертки экрана равно 70 мс.

Максимальное время определяется пользователем.

Запуск развертки только внутренний

Вход:

Радиочастотный вход: разъем N типа 50 Ом,

КСВН <2 (при входном аттенюаторе 0 dB), КСВН<1,5

КСВН <1,5 (при входном аттенюаторе > 10 dB).

Выход:

Радиочастотный выход: разъем BNC типа, третья ПЧ 10,7 МГц, полоса ПЧ 1 МГц.

Источник опорной частоты:

Термостатированный источник: 10 МГц, относительная долговременная стабильность частоты: 2Е10-9; старение: 5Е10-8 в год. Шумы при отстройке на 10 кГц: -155 Дбс/Гц.

RS-232-интерфейс:

Максимальная скорость обмена: 115 кБод.

Проверка на четность - отсутствует.

Длина слова: 8 бит.

Два стоповых бита, один стартовый.

Дополнительные возможности:

Фиксация максимальных и минимальных значений.

Замораживание спектрограммы.

Установка маркера на пиковые значения.

Установка центральной частоты по положению маркер

Схема анализатора спектра мощности

Значения функций распределения вероятности, корреляционных и спектральных

функций с последующим восстановлением вида самих функций. Перечисленные анализаторы рассчитаны в основном на унифицированный входной сигнал и позволяют измерить от 256 до 4096 ординат анализируемой функции. Погрешность измерения не превышает ±5 %.Кроме того, для определения вероятностных характеристик случайных сигналов могут использоваться электроизмерительные приборы, предназначенные для измерения среднего и действующего значений сигнала. Для определения среднего значения применяют магнитоэлектрические приборы и цифровые интегрирующие приборы. Для определения среднего квадратического отклонения используют приборы, показания которых определяются действующим значением сигнала (термоэлектрические, электростатические и др.).Корреляционные устройства получили применение в различных областях науки и техники для измерения различных величин. В качестве примера можно указать корреляционное устройство для измерения скорости прокатки. Эти устройства измеряют корреляционную функцию, зависящую от т, которая, в свою очередь, зависит от скорости прокатки.

Чем же анализировать спектр?

Разумеется проще всего это сделать анализатором спектра заводского изготовления: с осциллографической индикацией или с ручной установкой частоты (селективным высокочастотным микровольтметром), но подобные приборы недоступны большинству радиолюбителей. Роль селективного микровольтметра может сыграть связной приемник, имеющий узкополосный фильтр по промежуточной частоте. Для того чтобы можно было для составляющих третьего порядка надежно измерить уровни - 30 . - 40 дБ, подавление основного (двухтонального) сигнала фильтром при расстройках на 800 .1000 Гц должно составлять 40 .55 дБ. Подобные характеристики имеет далеко не каждый связной приемник.

Между тем сравнительно нетрудно изготовить простой анализатор спектра передатчика (селективный милливольтметр), используя технику прямого преобразования (например, [3]). Действительно, вся селективность приемника прямого преобразования определяется элементами низкочастотного тракта, где реализовать фильтры с достаточно крутыми скатами не представляет особой трудности. Наличие специфического зеркального канала приема прилегающего непосредственно к основному каналу не является в этом случае помехой: просто полоса пропускания приемника будет в два раза больше полосы пропускания селективных каскадов усилителя НЧ.

Структурная схема подобного селективного ВЧ милливольтметра приведена на рисунке. 7

Сигнал исследуемого передатчика, пройдя через входной аттенюатор АТТ, поступает на смеситель СМ, на который также подается и ВЧ напряжение с гетеродина ГЕТ. Продукты смешивания проходят через фильтр нижних частот ФНЧ и измеряются милливольтметром MB. Устанавливая частоту гетеродина вблизи частоты какой-нибудь составляющей исследуемого сигнала (разница между этими двумя частотами должна быть меньше частоты среза ФНЧ), мы можем измерить уровень этой составляющей милливольтметром. На практике на самом деле вовсе нет необходимости иметь в таком приборе перестраиваемый гетеродин. Он, кстати, должен быть весьма стабильным — ведь полоса пропускания приемника не может превышать 100 Гц, иначе будет крайне трудно эффективно подавить остальные составляющие сигнала. Гетеродин селективного ВЧ милливольтметра удобно застабилизировать кварцевым резонатором, а «подводить» составляющие сигнала к частоте, на которую настроем милливольтметр, генератором плавного диапазона трансивера.

1	2	3	4	5	6	7	8	9