ние амплитуды напряжения U на контуре в динамическом режиме к резонансному напряжению бр, а по оси абсцисс - обобщенная расстройка . Параметром семейства является отношение Тн/то, где То - время пребывания спектральной составляющей в пределах полосы пропускания УПЧ, т„ - время нарастания колебаний на выходе фильтра УПЧ. Как следует из рис. 8.1, б, скорость смещения частоты сигнала ЧМ гетеродина равна (/„акс - - fiHHiij/Ta, где Тз - время анализа спектра, определяемое как длительность прямого хода развертки. Время пребывания то = = 7a2Afn/(fMaKc -/"мин). Поскольку т„ = 1/2Д/п, то

ТнАо = (макс -/мин)/(2Д/п)7а.

График, соответствующий т„/то = 0, является резонансной кривой контура. При увеличении скорости развертки частотные характеристики деформируются. Их максимумы смещаются вправо от резонанса, причем смещение возрастает с увеличением скорости нарастания частоты. Это объясняется тем, что на частотах, меньших резонансной, из-за инерционности контура амплитуда колебания не успевает нарасти до установившегося значения и при дальнейшем увеличении частоты продолжает увеличиваться. Форма падающего участка динамической частотной характеристики обусловлена биениями между внешним сигналом изменяющейся частоты и собственными колебаниями контура. Анализ показывает, что росту отношения т„/то соответствует расширение полосы пропускания динамической характеристики 2Afa, как показано на рис. 8.2, б.

В анализаторах спектра нет необходимости точно воспроизводить частотную характеристику УПЧ, так как информация о спектре заложена в положении выбросов по оси Л и в их амплитуде. Здесь вполне допустимо небольшое отклонение формы выбросов от АЧХ УПЧ, поэтому для анализатора спектра можно принять т„/то=1. Тогда время анализа

7"a=(f«aKC-f«„)/(2Afnf. (8.1)

При узкой полосе пропускания УПЧ 7"а достигает десятков секунд, поэтому в анализаторах спектра используют трубки с послесвечением.

Разрешающую способность анализатора спектра оценивают удвоенной полосой пропускания УПЧ. В динамическом режиме полоса пропускания УПЧ расширяется, что ухудшает разрешающую способность. Для фильтра в виде одиночного контура это ухудшение можно оценить по графику, приведенному на рис. 8.2, б, из которого следует, что, например, значению тн/то = 20 соответствует пятикратное расширение полосы. С переходом в динамический режим разрешающая способность ухудшается. На практике всегда имеет место динамический режим, поэтому анализатор характеризуют динамической разрешающей способностью

Д/рд = 2(2А/д). Если время анализа выбрано из соотношения (8.1), то динамическая полоса Пропускания УПЧ 2Дд лишь незначительно превышает статическую. Уменьшение времени анализа приводит к ухудшению разрешающей способности.

Пример 8.2. Пусть необходимо анализировать сигналы с эффективной шириной спектра 10 кГц; Afp = 20 Гц. Полоса пропускания УПЧ 2Afn = Д/р/2= 10 Гц, а время анализа Га= Ю-10/10= 100 с. Если время анализа уменьшить до 10 с, то для фильтра в виде одиночного контура разрешающая способность увеличится в три раза (рис. 8.2, 6) и составит 60 Гц.

Как уже указывалось, в статическом режиме форма напряжения развертки в принципе может отличаться от линейной. При этом будет меняться не масштаб по оси частот, а лишь скорость перестройки частоты ЧМ гетеродина. В динамическом же режиме, свойственном анализаторам спектра, непостоянство скорости приводит к искажению спектра: колебания постоянной амплитуды вызывают выбросы разной высоты в зависимости от частоты. Поэтому развертку делают линейной.

Особенности спектрального анализа последовательности импульсов с большой скважностью. Спектры последовательностей импульсов с большой скважностью содержат число составляющих порядка скважности. Для их раздельного наблюдения требуется очень много времени. Поэтому при анализе подобных спектров обычно следует выделять не отдельные спектральные составляюшие, а огибающую спектра. Соответственно изменяются и требования к разрешающей способности: полосу пропускания УПЧ выбирают значительно уже лепестка спектра. При такой полосе постоянная времени контура УПЧ оказывается намного меньше периода повторения исследуемых импульсов. По окончании каждого импульса, воздействующего на контур, в последнем происходят свободные колебания, полностью затухающие к моменту прихода очередного импульса. Следовательно, ход процесса в контуре не изменится, если рассматривать воздействие на него не периодической последовательности импульсов, а ряда одиночных импульсов со сплошным спектром.

Пусть исследуемый сигнал имеет вид последовательности радиоимпульсов, например с колоколообразной огибающей, как показано на рис. 8.3, а. После прихода первого импульса в момент /о на выходе смесителя появится импульс с непрерывным спектром колоколообразной формы (рис. 8.3, б). Поскольку ширину полосы пропускания контура выбирают много меньше ширины лепестка спектра, то в ее пределах спектральную плотность приближенно можно считать постоянной, поэтому воздействие на контур такого импульса подобно воздействию 6-импульса с равномерным спектром. Форма отклика контура приблизительно соответствует форме импульсной характеристики контура, а максимальная

амплитуда отклика пропорциональна спектральной плотности импульса на выходе преобразователя частоты на центральной частоте контура. После прихода первого импульса напряжение на контуре УПЧ увеличится до амплитуды, пропорциональной спектральной плотности на частоте f„, а затем колебания в контуре затухнут. На экране ЭЛТ появится первый выброс (рис. 8.3, в). В момент прихода второго импульса также возникает непрерывный спектр, но из-за изменения частоты ЧМ гетеродина он окажется сдвинутым относительно спектра первого импульса. Напряжение на контуре также будет пропорциональным спектральной плотности на промежуточной частоте, а на экране ЭЛТ появится второй