Тем не менее, только часть из перечисленных сборщиков-спектроанализаторов

отвечает всем основным требованиям, предъявляемым при проведении вибродиагностики. Другие устройства обладают необходимыми возможностями лишь частично.  .

    Например, анализатор "Диана-2" - компактный, удобный в использовании прибор позволяет синхронно регистрировать вибросигналы по двум каналам, и по третьему каналу одновременно может проводиться регистрация сигнала с отметчика фазы. Но, при этом, максимальное частотное разрешение по спектрам составляет 800 линий. Такого разрешения оказывается не достаточно при определении ряда дефектов электромагнитной системы электрических машин. "Диана-2", не измеряет спектры огибающих. Это означает, что в значительной степени уменьшается возможность прибора выявлять дефектные подшипники, тем более распознавать конкретные виды неисправностей (например, износ наружного кольца). Также, частотного диапазона 10 кГц, бывает недостаточно при диагностировании высокоскоростных машин с мультипликаторами.

Преимуществом виброанализатора СМ-3001 по сравнению с "Диана-2"

является взрывозащитное исполнение по классу 1ExibIIAT4, и измерение вибрации одновременно по 3-м каналам (по двум каналам синхронно, и последовательно с ними по 3-ему каналу). Могут измеряться СКЗ, АМП, ПИК-ПИК, спектр огибающей в полосах 3, 6 и 12 кГц. К неудобству в эксплуатации можно отнести отсутствие графического дисплея, поэтому нельзя, например, при измерениях отслеживать качество спектральных характеристик, вид которых является одним из критериев правильной установки датчиков.

Восьмиканальный синхронный регистратор-анализатор вибросигналов "Атлант-8" выполнен на базе notebook и измерительного блока. Применение персонального компьютера позволило существенно улучшить такие характеристики сборщиков как количество подключаемых каналов (разновидность прибора "Атлант-8М" имеет 16 входных каналов с последовательным опросом) и внутренний объем памяти. Но, вместе с тем, появились ограничения на условия эксплуатации. Например, при использовании в запыленных помещениях, от попадания пыли может выйти из строя клавиатура. Частотный диапазон, поставляемых с анализатором вибродатчиков, составляет 5-5000 Гц. Как отмечалось во вступлении, этот диапазон должен составлять от долей герц до двадцати килогерц. Это связано с тем, что как в данном случае, нижний предел частотного диапазона 5 Гц не позволяет прибору в полном объеме проводить обследование тихоходных машин, когда частоты вращения валов составляют Герцы, и доли Герц (например, в бумажной промышленности). Значение границы верх него частотного диапазона 5000 Гц также снижает возможности прибора при диагностировании быстроходных машин.

Измерительная система ДСА-2001 еще одно решение на базе персонального компьютера notebook. Преимуществом данного прибора по сравнению с "Атлант-8" является взрывобезопасное исполнение по классу ExibIIA и возможность синхронного измерения по двум каналам. Недостатком устройства является ограничение частотного диапазона десятью Герцами снизу и десятью килогерцами сверху. Это, как и в случае "Атлант-8", не позволяет в полной мере проводить обследование низкооборотных и быстроходных машин.

СД-11 - анализатор, который также реализуюет весь спектр необходимых возможностей. Дополнительно имеет встроенную справочную систему по работе с прибором. Помимо основных характеристик позволяет вычислять СКЗ, пик и пик-пик. Предусмотрена установка автоотключения. Может поставляться с коммутатором на 4-16 каналов с последовательным опросом. К недостаткам прибора можно отнести отсутствие модификации во взрывозащищенном исполнении. Также, нужно отметить, что данный прибор представляет собой полностью закрытую систему. Это означает, что результаты измерений могут быть приняты и обработаны в компьютере только программным обеспечением, представленным разработчиками. Это исключает возможность дополнительного исследования измеренных характеристик другими программными продуктами, что в некоторых случаях может оказаться желательным.

Спектроанализатор ПР-200А, еще один прибор, реализующий весь перечень необходимых возможностей для проведения вибродиагностики. Позволяет измерять и анализировать временные и спектральные характеристики, рассчитывать СКЗ и пик-фактор.

Имеет модификацию ПР-200Ex во взрывозащищенном исполнении по классу 2ExeseIIТ5Х.

 Использование цифровой обработки сигнала ПЧ позволяет увеличить разрешение прибора по амплитуде сигнала. Теперь можно просматривать спектр сигнала с разрешением 10, 5, 2 или 1 дБ на деление шкалы амплитуд экрана. Выбор логарифмического масштаба осуществляется с помощью «выпадающего» меню.

Реализован режим плавной установки опорного уровня (уровня сигнала, которому соответствует верхняя линия на дисплее). Это позволяет «прокручивать» изображение спектра в вертикальном направлении и просматривать участки спектра, которые расположены ниже или выше видимой области дисплея, или оказываются выше его при увеличении разрешения по амплитуде.

В приборе используется прецизионный электромеханический аттенюатор, обеспечивающий точность ±1 дБ при суммарном ослаблении 50 дБ (начиная с О Гц) и начальном ослаблении, не превышающим 0,5 дБ. Чувствительность прибора в низкочастотном диапазоне обеспечивается низким уровнем шумов первого гетеродина и высоким уровнем его ослабления (около 55 дБ) в первом смесителе. Это позволяет использовать прибор при анализе проводных коммуникаций и исследовании ПЭМИН.

Высокая точность определения амплитуды сигнала упрощает поисковый режим прибора. Оператору достаточно указать начальную и конечную частоты поиска, и прибор определит все радиостанции, работающие в этом диапазоне с точностью 10 кГц. Скорость поиска зависит от загрузки диапазона (в Москве не превышает 10 МГц/с.). Более высокой скорости сканирования (до 250 МГц/с) можно достичь при управлении прибором с помощью ПК (по последовательному порту).

Алгоритм поиска надежно фиксирует импульсные и работающие и режиме ППРЧ передатчики. Прибор не может правильно определить вид модуляции передатчика, но это нетрудно сделать при анализе результатов поиска в режиме анализатора спектра.

                                  Блок-схема анализатора спектра

В приборе поддерживаются 2 списка частот: режектированные и обнаруживаемые в ходе поиска. При анализе спектра можно автоматически перестраивать прибор последовательно по обнаруженным частотам в сторону увеличения или уменьшения частоты, что облегчает и ускоряет анализ обнаруженных частот. Есть возможность перенести обнаруженную частоту или все частоты в список режектированных, чтобы не обращать на них внимание в следующем сеансе поиска. Оператор имеет возможность режектировать не только одну конкретную частоту, а целый диапазон.

                                      Технические характеристики

Частотные характеристики:

      - Диапазон рабочих частот: от 9 кГц до 2,2 ГГц.

      - Минимальный шаг перестройки частоты 10 Гц.

      -Полосы обзора; нулевая полоса обзора, далее от 10 Гц/деление до 220 МГц/деление.

      - 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.

Очевидно, что в таком приборе лучше всего иметь автономное питание — это позволит исключить наводки передатчика на смеситель по цепям питания, а также наводки с частотой сети (они попадают в полосу пропускания селективных каскадов) от сетевого трансформатора.

Принципиальная схема прибора

Один из возможных вариантов схемного решения селективного ВЧ милливольтметра на основе приемника прямого преобразования показан на рис. 4.

Прибор предназначен для анализа спектра SSB передатчиков в диапазоне 7 МГц. С входного разъема X1 сигнал передатчика поступает через регулируемый аттенюатор (резистор R1) и развязывающий аттенюатор (R2 - R4) на кольцевой смеситель (диоды V1 - V4). Нагрузка гетеродина — низкоомная (смеситель на диодах), поэтому между генератором (транзистор V6) и смесителем введен эмиттерный повторитель на транзисторе V5. Он работает при относительно большом токе эмиттера (около 30 мА), что обеспечивает малые искажения формы сигнала гетеродина.

 Низкочастотный сигнал с выхода смесителя проходит через два фильтра нижних частот (LC-фильтр на элементах C2L1C3 и активный, 2-го порядка, на операционном усилителе А1). Коэффициент передачи активного фильтра в полосе прозрачности выбран равным единице. Оба фильтра имеют частоту среза около 100 Гц и вместе обеспечивают крутизну ската амплитудно-частотной характеристики прибора примерно 20 дБ на октаву. На выходе активного фильтра включен низкочастотный милливольтметр переменного тока на операционном усилителе А2. Милливольтметр имеет несколько пределов измерения, которые выбирают переключателем S1.

   Суммарная амплитудно-частотная характеристика обоих фильтров и милливольтметра приведена на рис. 9.

При указанных на схеме номиналах элементов полоса пропускания по уровню — 3 дБ составляет примерно 80 Гц, а подавление сигналов, отстоящих от частоты среза ФНЧ на 800 Гц достигает 50...60 дБ. Как уже отмечалось, из-за зеркального канала приема полоса пропускания со входа милливольтметра в два раза больше (около 160 Гц), а сквозная АЧХ имеет провал точно посередине, в области нулевых биений между сигналами передатчика и гетеродина приемника.

Максимальный завал АЧХ в области низших частот определяется емкостью конденсатора С22 и сопротивлением резистора R26. На других пределах этот завал будет меньше, чем показано на рис. 5.

Питание прибора двуполярное, напряжением ±9 В, осуществляется от четырех батарей 3336 Л. Светодиод V9 служит индикатором включения прибора. Ток, потребляемый милливольтметром от источников питания, составляет примерно 40 мА и определяется в основном эмиттерным повторителем в гетеродине.

Поддиапазоны измерений в низкочастотном милливольтметре отличаются друг от друга в 3,16 раза, т.е. на 10 дБ. Это дает возможность при измерениях пользоваться одной, отградуированной в децибелах шкалой микроамперметра .

                                                   Конструкция прибора

Большинство деталей селективного ВЧ милливольтметра собрано на печатной плате, которая показана на рисунке.

 Плата рассчитана под установку следующих деталей:

резисторы — МЛТ-0,125;

конденсаторы (кроме электролитических) — КМ;

электролитические конденсаторы — К53-1;

дроссель L1 - Д1,3;

дроссель L2 - Д0,1;

кварцевый резонатор в корпусе Б1.

 Трансформатор Т1 намотан проводом ПЭВ-2 0,3 (каждая обмотка — 13 витков) на кольцевом магнитопроводе типоразмера К7Х4Х2 из феррита с начальной и магнитной проницаемостью 400...600. Намотку ведут одновременно тремя проводами: начало и конец одного из них — обмотка I, соединенные вместе начало и конец оставшейся пары — средняя точка обмотки II. Провода перед намоткой можно свить вместе, но можно подготовить их к намотке и другим способом. Болванку (из любого материала — металла или диэлектрика) подходящего диаметра (так чтобы длина окружности была не меньше требуемой длины провода обмоток с учетом выводов) обматывают лентой из тефлона. Поверх нее наматывают плотно виток к витку (всего не менее трех витков) провод требуемого диаметра и, закрепив его копии, несколько pas промазывают обмотку тонким слоем клея («Суперцемент», «Момент» и им подобные). Перед нанесением очередного слоя клея необходимо убедиться, что предыдущий слой уже высох (не прилипает к пальцам). Затем обмотку перерезают в одном месте по образующей болванки и снимают получившийся плоский жгут. Он отстает от болванки свободно, так как клей практически не держится на тефлоне. Отделив полоску из трех проводов, наматывают таким плоским жгутом трансформатор Т1.

Диоды V1-V4, V7 и V8 - любые современные кремниевые высокочастотные диоды (КД503 и т. п.). Операционные усилители могут быть также практически любые (кроме К1УТ401 и К1УТ402). Разумеется при замене ОУ придется соответствующим образом изменить цепи коррекции и конфигурацию проводников печатной платы прибора. Кварцевый резонатор — на любую частоту в пределах любительского диапазона 7 МГц. В качестве L2 можно использовать, например, корректирующие дроссели индуктивностью 150... 320 мкГ от ламповых черно-белых телевизоров. При отсутствии стандартного дросселя индуктивностью 5 Г его можно намотать на Ш-образном магнитопроводе от низкочастотного трансформатора. Полевой транзистор V6 — любой из серий КП303 и КП302. Вместо транзистора КТ606 подойдут маломощные транзисторы КТ312 и им подобные в металлических корпусах. При такой замене к корпусу транзистора следует припаять легкоплавким припоем небольшую металлическую пластину — радиатор.

Микроамперметр РА1 может быть на ток полного отклонения 50...200 мкА с сопротивлением рамки в пределах 500... 1500 Ом. Указанные на схеме номиналы резисторов R26 — R30 являются исходными для прибора М24 на 100 мкА (сопротивление рамки 820 Ом). Печатную плату и остальные детали (батареи, конденсатор С22 и т. д.) размещают в металлическом корпусе размерами примерно 200 х 120 х 120 мм. Внешний вид прибора в корпусе и расположение органов управления на его передней панели показаны здесь.

                                   Работа с анализатором спектра.

Для проверки передающей SSB аппаратуры и анализа спектра ее выходного сигнала собирают установку, функциональная схема которой показана на рис. 6 в тексте (ДТГ — двухтональный генератор, ПЕР — исследуемый передатчик, R — эквивалентантенны, ОСЦ — осциллограф, АС — анализатор спектра).

Уровень сигнала генератора устанавливают таким, чтобы получить максимальный неискаженный (по осциллографическому контролю) сигнал передатчика. Часть этого сигнала снимается с делителя на резисторах R' и R", образующего эквивалент нагрузки, и подается на анализатор спектра. Уровень ВЧ напряжения, необходимый для нормальной работы прибора,составляет 2...20 В. Установив переключатель пределов измерения в положение «0 дБ», а ручку «Уровень» в среднее положение, изменением частоты ГПД передатчика добиваются максимального отклонения стрелки измерительного прибора (при необходимости регулируют ручкой «Уровень» поступающий на анализатор спектра сигнал). При перестройке ГПД должны наблюдаться два максимума, соответствующие выходному двухтональному сигналу. Максимумы эти «двойные», поскольку АЧХ анализатора, как уже отмечалось, имеет провал. Уровни этих двух составляющих могут несколько отличаться из-за неравномерности АЧХ микрофонного усилителя, (в них нередко умышленно ослабляют низшие частоты), а также АЧХ фильтра передатчика. В этом случае регулировкой уровня одного из НЧ сигналов генератора следует добиться того, чтобы амплитуды этих составляющих были по возможности близкими. Затем регулировкой чувствительности анализатора устанавливают стрелку измерительного прибора на деление «0 дБ».

Незначительно изменяя частоту ГПД «подводят» к рабочей частоте анализатора интермодуляцнонную составляющую и регистрируют ее уровень (не трогая ручки «Уровень», а лишь переключая пределы измерения). Отсчет производят по шкале прибора и по положению переключателя пределов. Так, если переключатель находится в положении «—20 дБ», а стрелка прибора находится на делении « — 8 дБ», то уровень данной интермодуляционной составляющей по отношению к уровню двухтонального сигнала будет — 28 дБ. На практике обычно измеряют только составляющие 3-го и 5-го порядков.

Следует отметить, что анализ спектра передатчика, равно как и осциллографический контроль формы сигнала позволяют лишь наладить SSB аппаратуру, определить, в частности, предельные пиковые уровни выходного сигнала. В дальнейшем нормальная работа аппаратуры должна обеспечиваться либо эффективными автоматическими регулировками (ALC), либо постоянным контролем выходного уровня пиковыми индикаторами, из которых самым простым и надежным является обыкновенная неоновая лампочка.

Функциональная схема анализатора спектра представлена на рис.10:

Вырабатываемое при измерениях датчиком неравномерности вращения напряжение Ис поступает на один из входов балансного смесителя 1; на другой его вход подается напряжение Иг от гетеродина 2. Преобразованный смесителем сигнал усиливается резонансным усилителем 3, выполненным на электромеханических фильтрах и работающим на промежуточной частоте Fп4=Fг-Fcj=1900 Гц, где Fг , Fcj - частоты гетеродина и j -той гармоники входного сигнала.

Гармонические сигналы с выходов усилителя 3 и гетеродина 2 воздействуют на входы фазовращателей 4,5,6,и 7. Первые два из них осуществляют сдвиг колебаний по фазе на +450, а последние два - на -450. Создаваемые фазовращетелями напряжения Ип41, Иг1, Ип42 и Иг2 поступают соответственно на входы кольцевых смесителей 8 и 9, выходные сигналы которых суммируются в блоке сложения10. При этом получается практически напряжение синусоидальной формы с частотой, равной F=Fг-Fп4= Fcj. Его измерение производится с помощью индикаторного устройства11. Частотная шкала гетеродина проградуирована в единицах частот входного сигнала.

Смесители 1,8 и 9 выполнены по резистивно-диодным схемам.

Для анализатора спектра характерны достаточно большая помехоустойчивость и высокая разрешающая способность по частоте.

    Анализатор спектра предназначен для визуального наблюдения спектра используемых сигналов. Эти приборы различаются по способу проведения анализа - последовательного, одновременного и смешанного действия, по схемному решению - одноканальные и многоканальные, по диапазону частот – низкочастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные, широкодиапазонные. Чаще других при измерениях пользуются анализаторами с последовательным и одновременным анализом. Параметры анализаторов спектра, такие, как диапазон рабочих частот, чувствительность, погрешности измерения, приводятся в технических паспортах. Чаще других при измерениях пользуются анализаторами с последовательным анализом.

   Анализаторы спектра с последовательным анализом содержат или перестраивающийся фильтр или перестраивающийся гетеродин. В первом случае исследуемое напряжение через входное устройство поступает на перестраивающийся узкополосный фильтр, настройка которого изменяется, проходя последовательно весь исследуемый спектр частот. Выходное напряжение фильтра после детектирования фиксируется регистрирующим устройством.

Рис. 1. Структурная схема анализатора спектра последовательного действия

  Речь – это процесс, частотный спектр которого находится в пределах от 50…100 до 8000…10000 Гц. Установлено, что качество речи остается весьма удовлетворительным, если ограничить спектр снизу и сверху частотами 300 и

  3400 Гц. Эти частоты приняты Международным союзом электросвязи (МСЭ)

в качестве границ эффективного спектра речи. При указанной полосе частот

сохраняется хорошая разборчивость речи и удовлетворительная натуральность ее звучания.

  Усиленные области спектра называются формантами. Звуки речи различных людей  отличаются числом формант и их расположением в частотном спектре. Отдельные звуки могут иметь до шести формант, из которых только одна или две являются определяющими. Они обязательно находятся в диапазоне частот 300…3400 Гц. Между формантами лежат менее  мощные составляющие звуковых частот. Однако именно они придают голосу каждого человека индивидуальность, позволяющую узнать говорящего.

   Разработаем анализатор спектра речи в среде MATLAB 7.01. В качестве входного сигнала возьмем женский голос. В библиотеке Simulink  находим необходимые блоки: Signal Processing Sources, Signal Management / Buffers, Estimation / Power Spectrum Estimation, Signal Processing Sinks.

Спектр сигнала выглядит следующим образом:

                                                       Литература.

1. http://ru3ga.qrz.ru/

2. Шульгин Г. Двухтональный генератор.— "Радио", 1981, № 4, с. 19—20.

3. Ganter Schwazbeck, SSB—QRM,— Es Slaml in tier cq - D1, Band 1 (1972—1977). DARС е. V.

4. Поляков В. Приемники прямого преобразования.— Москва, изд-во ДОСААФ GC'GP, 1981.

5. www.monumental.com/rshorne/gram.html Взять программу можно там же, на «Паяльнике» в разделе «Приборы/ Спектроанализаторы» (http://payalnik.hypermart.net, 245 кб)

6. интернет-источник: www.схem.net

Страницы: 1, 2, 3