Анализатор спектра С4-27 предназначен для исследования спектров периодически повторяющихся радиоимпульсов и непрерывных сигналов.

С его помощью можно проводить следующие виды измерений:

Определение уровня и частоты гармонических сигналов;

Наличие паразитных амплитудной и частотной модуляции;

Определение соотношения гармонических составляющих в спектрах сигналов сложной формы;

Для импульсных сигналов: измерение частоты несущей и ширины лепестков спектра, оценку длительности импульса и искажения его формы по виду спектра.

Прибор обеспечивает следующие технические и метрологические параметры:

Частотный диапазон прибора 10 МГц…39,6 ГГц с разбивкой на 5 поддиапазонов;

Полоса обзора регулируется в пределах 0,1 - 5 МГц и 2-80 МГц;

Полоса пропускания УПЧ регулируется в пределах 3-70; имеется две фиксированные полосы 1 кГц и 300 кГц;

Динамический диапазон (по уровню интермодуляционных искажений) 50 дБ;

Чувствительность, измеряемая по синусоидальному сигналу 2 ГГц при максимальной полосе УПЧ не хуже 10 - 3 мкВт.

Погрешность установки частоты ± (2.10 - 2 f + 1), МГц.

Погрешность отсчета уровня по сетке 10%.

Входное сопротивление коаксиального входа 50 Ом (разъем 7/3), волноводные входы 16 х 8, 11 х 5,5 и 7,2 х 3,4 мм.

Анализатор спектра С4-27 представляет собой супергетеродинный приемник с тройным преобразованием частоты и электронной перестройкой в пределах установленной полосы обзора. Он состоит из двух блоков СВЧ - СВЧ преобразователь и анализатор спектра на промежуточной частоте 160 МГц. Упрощенная структурная схема преобразователя СВЧ представлена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Структурная схема СВЧ преобразователя прибора С4-27

Он представляет собой пятидиапазонный преобразователь, в котором производится перенос спектра исследуемого сигнала на частоты диапазона (160±40З) МГц. Используется первая, вторая и третья гармоники триодного гетеродина, перекрывающего диапазон частот 0,01 - 1, 9 ГГЦ. На частотах 1,9 - 39,6 ГГц используются первая, вторая, четвертая и десятая гармоники клистронного гетеродина. Частота входного сигнала грубо оценивается по шкале гетеродина.

Особенностью СВЧ преобразователя является отсутствие дополнительной селекции входного сигнала. Это не позволяет подавлять паразитные каналы приема (зеркальный и побочные), что проявляется в виде ложных отметок сигнала на экране анализатора.

Анализатор спектра сигнала ПЧ (рисунок 11) представляет собой приемник на частоту 160 МГц.

Рисунок 11 - Блок анализатора ПЧ прибора С4-27.

Первое преобразование переносит исследуемый спектр на частоту 75,16 МГц. После фильтрации и усиления сигнал попадает на второй смеситель с фиксированной частотой гетеродина. Частота третьей ПЧ 8,16 МГц. На этой частоте производится окончательное усиление сигнала и узкополосная фильтрация, определяющая форму отклика на экране. Амплитуда отклика пропорциональна уровню гармоники на входе прибора. Ширина отклика связана с шириной полосы пропускания УПЧ, который содержит плавно перестраиваемый LC-фильтр, а также два кварцевых фильтра с полосами 1 и 300 кГц.

После детектирования огибающая выходного сигнала УПЧ подается на канал вертикального отклонения осциллографического индикатора. Развертка изображения осуществляется пилообразным напряжением, управляющим напряжением первого гетеродина блока ПЧ.

Для проведения частотных измерений предусмотрен калибратор. Он представляет собой генератор радиосигнала частотой 160 МГц, модулированного синусоидой с частотой 0.1, 1 или 10 МГц. Это сигнал подается на вход анализатора, и на экране появляется его спектр. Расстояние между откликами соответствует образцовой частоте сигнала модуляции. Такой спектр представляет собой частотные метки, которые позволяют откалибровать ось частот анализатора спектра.

Для калибровки оси амплитуд подают гармонический сигнал от внешнего генератора с известной амплитудой.

Литература, используемая при подготовке к выполнению контрольной работы

1. Измерения в электронике. Справочник / Под ред. В.А. Кузнецова. - Москва.: Энергоатомиздат, 1987. - 512 с.

2. А.М. Меерсон, Радиоизмерительная техника, Ленинград, "Энергия", Ленинградское отделение.