г МЕЛ“иокс»а К
ак
дешевый
анализатор
СПЕКТРА СДЕЛАТЬ “ДОРОГИМ”
р
в ы *
20-
ю :
дБм
Рис. 1
-0:
Уровень насы щ ения
-ю-
-20-
-30-
-40-
-50-
-60
і
і
і
і
і
Мощность М Р С
*
овень м акси м ал ьно й неиска ж е нной мощности
_
зг
СО
а
'
1
/
О
/
5
Уровень м ини м а льно й неиска ж е нной мощности
*
/
4
ЗдБ
~^1дБ
-70-
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
,
Л ине йны й ди н а м и че ски й д и а п а зо н
-20
каженияМ "
Р^-ДБМ
•М Р С - к
,
Д ина м и чески й д и а п а зо н по интермодупяционным ис
иним ально -р а зличим ы й сигнал
Если возникает необходимость оце-
нить полосу излучаемого сигнала, неста-
бильность рабочей частоты, подавление
внеполосных и побочных излучений, иска-
жения модулирующего сигнала радиопе-
редатчика, что мы делаем? Правильно,
берем свой анализатор спектра (АС) НР
8560 серии Е и измеряем все, что нужно!
Но позвольте, вы скажете, у меня не НР, у
меня самый обыкновенный анализатор са-
мого отечественного в мире производства!
В таком случае, вы согласитесь со мной в
том, что чувствительности анализатора
спектра не бывает слишком много! Чув-
ствительности, прямо скажем, всегда не
хватает, т.к. приходится иметь дело сочень
малыми сигналами. Второе, с чем вы на-
верняка согласитесь, это то, что динами-
ческого диапазона всегда мало, всегда хо-
чется больше! Большой динамический ди-
апазон необходим, когда нужно посмотреть
спектр сигнала в присутствии очень силь-
ной помехи или другого сигнала. Чаще все-
го такая задача возникает при оценке уров-
ня второй или третьей гармоники сигнала
передатчика.
Изучая рекламные проспекты имени-
тых компаний-производителей измери-
тельной техники, порой становится обид-
но за свой родной анализатор. Так вот, что-
бы было чем ответить “империалистам”,
мы поделимся с вами несколькими сове-
тами и рекомендациями относительно
того, как добиться чувствительности и ди-
намического диапазона, необходимого для
решения задач, которые по силам только
дорогим импортным приборам.
ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН
Динамический диапазон любого актив-
ного приемного устройства оценивают по
какому-либо заранее определенному па-
раметру, характеризующему различные
искажения, которые возникают в этом уст-
ройстве при прохождении через него ра-
диочастотного сигнала. Другими словами
-это разность между максимальным и ми-
нимальным значениями уровней сигналов,
при которых еще не наблюдается искаже-
ний. Причиной этих искажений является
нелинейность усилительного тракта рас-
сматриваемого устройства. Существуют
разные виды нелинейности, поэтому для
оценки динамического диапазона исполь-
зуют различные характеристики. Наибо-
лее важными характеристиками являют-
ся линейный динамический диапазон и
динамический диапазон по интермодуля-
ционным искажениям 3-го порядка лоточ-
ке 1РЗ (рис. 1). При рассмотрении того и
другого никак не обойтись без использо-
вания такого понятия, как амплитудная ха-
рактеристика, по которой можно судить о
степени нелинейных искажений.
$
7/2003
Обобщен-
ная амплитуд-
ная характери-
стика (АХ) рас-
сматриваемо-
го устройства
представлена
в двойном ло-
гарифмичес-
ком масштабе
на рис.
1
(кри-
вая 1). Счита-
ется, что мини-
мальный об-
наруж ивае-
мый сигнал на
ЗдБ превыша-
ет собствен-
ные шумы ус-
тройства. По-
этому
нача-
лом линейного участка характеристики сни-
зу считается точка на АХ, соответствующая
превышению на 3 дБ собственного шума
на выходе, и соответствующая ей мини-
мальная входная Р
и выходная Р
мощности.
Верхней границей линейного участка
АХ считается точка, в которой реальная
характеристика отклоняется от идеальной
(линейной) на
1
дБ. Этой точке соответ-
ствуют входная Р1дБвх и выходная Р1дБвь1Х
мощности насыщения (точка компрес-
сии). Разность (в децибелах) входной
мощности насыщения и мощности мини-
мального входного сигнала определяет
линейный динамический диапазон.
Как известно, результатом воздей-
ствия любого изменяющегося сигнала на
нелинейный элемент является обогаще-
ние его спектра - появляются гармоники
и комбинационные частотные составля-
ющие. При исследованиях спектра сигна-
лов немало неприятностей несут комби-
национные частоты нечетных порядков,
попадающие непосредственно в полосу
исследуемого сигнала. Наибольшую
опасность представляют комбинацион-
ные составляющие третьего порядка, а
именно составляющие на
частотах
2(1
-12
и
2
(
2
-(
1
, где
И и
(2
- две наиболее зна-
чимые спектральные со-
ставляющие входного сиг-
нала (например, несущая и
боковая, первая и вторая
гармоника, сигнал и силь-
ная помеха ит.п.). Рассмот-
рим вредное -влияние ком-
бинационных составляю-
щих третьего порядка на ха-
рактерном, применительно
к рассматриваемой задаче,
примере - измерении уровня побочных
колебаний передатчика. На рис. 2 пока-
заны комбинационные искажения спект-
ра сигнала на выходе передатчика. В слу-
чае, когда отношение уровня второй и
высших гармоник к первой достаточно
мало, возникает опасность ухода за пре-
дел линейного участка амплитудной ха-
рактеристики усилительного тракта ана-
лизатора, т.к. пытаясь увидеть слабые
сигналы высших гармоник, мы чрезмер-
но (применительно к сильной первой гар-
монике) увеличиваем усиление прибора.
Тогда, в результате воздействия на нели-
нейный тракт полигармонического (содер-
жащего две и более спектральные состав-
ляющие) сигнала, возникают комбинаци-
онные спектральные составляющие, две
из которых (в наипростейшем случае, учи-
тывая только комбинационные составля-
ющие от первой и второй гармоник, и пре-
небрегая остальными) на частотах
2(1
-(2
и
2
(
2-(1
попадают непосредственно в ра-
бочую полосу исследуемого сигнала.
Здесь следует отметить, что не при вся-
кого рода нелинейности возникают ком-
бинационные составляющие третьего по-
рядка (при квадратичной нелинейности их
и ‘
к
Рис. 2
3-я гармоника сильно искажена
стало
2/ г / 2
Р
2 /у І,
,кГ
^
было
т ______.
І 1
/ 2
^ 3
-?4
^
предыдущая страница 39 Радиолюбитель 2003-07 читать онлайн следующая страница 41 Радиолюбитель 2003-07 читать онлайн Домой Выключить/включить текст