Анализаторы спектра последовательного типа.

Анализатор спектра (А.С.)– устройство для получения спектров физ. процессов. А.С.может служить любой прибор, поведение которого зависит от частоты воздействия. В основе действия таких приборов лежит одно из след. явлений: интерференция, преломление при наличии дисперсии фазовой скорости, резонанс. Первые два явления используют для получения оптических спектров. А.С.работа которых основана на явлении резонанса наиболее универсальны. Распространение получили А.С.с электрич. резонаторами, такими, как колебательный контур с сосредоточенными параметрами или отрезок линии с распределенными параметрами.

Различают резонансные А.С.параллельного и последовательного действия. В параллельных А.С.используют набор резонаторов, настроенных на различные частоты и одновременно подвергающиеся воздействию исследуемого колебания. В последовательных А.С.применяется один резонатор с переменной настройкой. Параллельный А.С.имеет преимущество перед последовательным в скорости анализа, однако уступает ему в простоте. Последовательный А.С.пригоден для анализа периодических процессов или процессов, характер которых мало изменяется за время анализа.

А.С.позволяет определить амплитуду и частоту спектральных компонент, входящих в состав анализируемого процесса. Важнейшей его характеристикой является разрешающая способность: наименьший интервал Δf по частоте между двумя спектральными линиями, которые ещё разделяются А.С. Разрешающая способность определяется шириной полосы пропускания резонатора и связана с временем анализ Т соотношением ΔfТ-const, значение константы зависит от параметров резонатора.

Свойства резонатора описываются статической резонансной кривой лишь при бесконечно медленной перестройке частоты. В действительности перестройка ведется с конечной скоростью, поэтому для резонатора вводится понятие динамич. резонансной кривой. Необходимое время анализа определяется ф-лой т=2F/πμ(Δf)² , где F-ширина исследуемого диапазона частот, μ-допустимое динамическое расширение полосы пропускания.

А.С.может дать истинный спектр только тогда, когда анализируемое колебание х(t) периодично, либо существует только в пределах интервала Т. При анализе длительности процессов А.С.дает не истинный спектр S(ω)=_-∞∫^∞ x(t)exp(-iωt)dt, а его оценку S_T(t₁,ω)=_t1∫^t1+T x(t) exp(-iωt) dt, зависящую от времени включения t₁ и времени анализа Т. А т.к. спектр колебания может в общем случае изменяется во времени, то эта оценка S_T(t₁,ω) и дает текущий спектр. Для случайных процессов оценка S_T(t₁,ω) дает “текущий спектр” данной реализации х(t), является случайной и малопригодной для практических целей. Случайные процессы принято характеризовать энергетическим спектром G(ω), определяющим распределение по шкале частот среднеквадратичных значений используемого сигнала.