14. Поясните смысл формулы (8.3). Какую размерность имеет аргумент р,т? Предложите структурную схему для определения фазового угла ф.

15. Расскажите о методике анализа спектров непрерывных сигналов с помощью ДЛЗ. Для чего в анализатор спектра (см. рис. 8.10) вводят модулятор? Из каких соображений выбирают длительность и форму модулирующего импульса?

ЗАДАЧИ

1. Ко входу анализатора спектра одновременного анализа подведено гармоническое напряжение с неизвестной амплитудой, не совпадающее по частоте с резонансной частотой ни одного из фильтров. На экране получено несколько выбросов разной высоты. Составьте уравнение для расчета точного значения частоты сигнала, если фильтры имеют одинаковую известную добротность Q, а высота выбросов Ы = К/{\+lfy, где li = 2Q{fc - fp,)/lp,. К-постоянный коэффициент, зависящий от амплитуды сигнала, - частота сигнала, /р; - резонансная частота контура; i - номер наблюдаемого выброса. Сколько выбросов необходимо измерить?

2. Коэффициент модуляции М AM колебания с гармоническим модулирующим сигналом можно измерить двумя способами: по осциллограмме и по спектру. Напищите соотнощение для расчета М, если измерены две составляющие спектра: на несущей частоте £/« и на боковой (/б- Определите относительную предельную погрещность измерений коэффициента модуляции Л1 = 0,8, если отнощение Сн/Сб измерено с предельной погрещностью 10 %. Сравните полученный результат с погрещностью измерений по осциллограмме. Указание: М = (Н - h)/(H-\-h), где Huh - максимальный и минимальный размаха колебаний, наблюдаемые по осциллограмме. Предельная погрешность измерений отношения H/h составляет 10%.

3. Частота ЧМ гетеродина гетеродинного анализатора спектра изменяется в пределах 50...60 МГц, /„ = 40 МГц. Определите, в каких диапазонах будет анализироваться спектр, если /п = /с - /г; /n = /i-Как надо изменить параметры анализатора, чтобы иметь возможность анализировать сигналы с частотами 0...20 МГц?

4. При линейной модуляционной характеристике /г(«р) (рис. 8.14, а) на экране гетеродинного анализатора спектра получено изображение спектра, показанное на рис. 8.14, б. Время анализа выбрано в соответствии с (8.1). K.iK изменится изображение, если модуляционная характеристика будет нелинейной, как показано на рнс. 8.14, а.

А й ZL

5. Как изменится спектрограмма (изображение спектра, рис. 8.14, б), если вместо линейной развертки применена синусоидальная (рис. 8.14, в)? Модуляционная характеристика линейна, время анализа соответствует (8.1). Сохранятся ли изменения, если Га увеличить в несколько раз?

6. Как изменится спектрограмма (рис. 8.14, б), если увеличится промежуточная частота или уменьшится полоса пропускания УПЧ?

7. К гетеродинному анализатору спектра подведена последовательность прямоугольных видеоимпульсов длительностью т„ = 1 мс с периодом повторения Т = 50 мс. Как следует выбрать полосу пропускания и диапазон /„акс -/ми» качания частоты, чтобы обеспечить воспроизведение всех спектральных линий, содержащихся в трех лепестках спектра? Определите время анализа. Как изменится спектрограмма, если время анализа уменьшить вдвое?

8. К гетеродинному анализатору спектра подведена последовательность прямоугольных радиоимпульсов с длительностью 1 мкс и периодом повторения 1 мс. Полоса пропускания УПЧ 2Д/„ = 200 кГц. Сколько выбросов будет формировать изображение спектра, если время анализа Ta = 0,l с и 0,01 с? Как изменится спектрограмма, если развертка будет нелинейной, как показано на рис. 8.14, в?

9. К гетеродинному анализатору спектра подведена периодическая последовательность прямоугольных импульсов с длительностью 0,1 мкс и периодом повторения 1 мс. Несущая частота fo = 300 МГц. Определите наименьшее значение промежуточной частоты и диапазон перестройки ЧМ гетеродина, при котором не будет происходить анализ по зеркальному каналу. Какую полосу УПЧ следует выбрать? Какое время анализа необходимо для получения на экране ЭЛТ 100 выбросов?

Глава 9. ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ,

ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ И ПЕРИОДА ПОВТОРЕНИЯ

Измерение временных параметров сигналов - временных интервалов, периода повторения и частоты - относятся к важнейшим видам радиотехнических измерений. Это связано с высокой точностью воспроизведения времени и частоты первичным эталоном и относительной простотой передачи размера временных параметров рабочим средствам измерений, например посредством радиоканалов. Даже с помощью рабочих средств массового применения можно обеспечить измерения большинства временных параметров с относительной погрешностью 10" и менее.

9.1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ

Основной метод измерений временных параметров - цифровой - основан на заполнении исследуемого интервала последовательностью счетных импульсов и счете их числа, обеспечивает высокую точность измерений и допускает автоматизацию процесса измерений. Поэтому он широко распространен и положен в основу многих выпускаемых промышленностью приборов. Чаще всего такие приборы являются многофункциональными и позволяют измерять частоту, временные интервалы и период повторения, а иногда и разность фаз.

Значительно реже применяют метод сравнения, построенные на основе метода приборы, как правило, предназначены для измерений только одного параметра, например частоты или разности фаз. Измерительные приборы сравнения с использованием ЭЛТ часто называют осциллографическими.

Методы непосредственной оценки реализуют в зависимости от измеряемого параметра. Например, частоту измеряют резонансным методом и путем заряда и разряда конденсатора. Разность фаз часто преобразуют в постоянное напряжение, а затем измеряют последнее.

Точные измерения разности фаз и повторяющихся временных интервалов могут быть основаны на стробоскопическом преобразовании.

9.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБРАЗЦОВОЙ ЧАСТОТЫ И ЕЕ ИСТОЧНИКОВ

Большинство методов измерений временных характеристик сигналов основано на использовании сигналов образцовой частоты, которую обычно воспроизводит встроенный в средство измерений генератор. Для оценки погрешностей таких приборов важно знать характеристики образцовой частоты.

Кратковременная и долговременная нестабильности. Мгновенную частоту колебания высокостабильного генератора можно представить в виде суммы о)(/) = о)оЧ-о)на/-)-Ао)(/), где о)н - номинальное значение частоты, например указанное на шкале прибора или в его паспорте; оо - значение частоты при выпуске или поверке прибора; а - коэффициент, зависящий от стабильности частоты; -флуктуационное изменение частоты.

Характер изменений мгновенной частоты показан на рис. 9.1. Как следует из него, нестабильность частоты можно представить в виде суммы медленного систематического ухода и быстрых случайных изменений.