Пиковый детектор

Обеспечение измерения параметров сигнала быстроменяющегося процесса — одна из основных задач современного оборудования. При выборе данного инструмента специалисты зачастую сравнивают скорость регистрации и возможность проведения корректного анализа сигнала.

Для реализации поставленной задачи, функционал программы «Взаимный узкополосный спектральный анализ» был дополнен специальной функцией — Пиковый детектор.

Пиковый детектор — новый тип усреднения, который позволяет фиксировать параметры полезного сигнала, не искажая его последующими помехами, при протекании процесса.

Принцип работы данного механизма состоит в следующем: происходит мгновенное усреднение только тех сигналов, уровень которых на момент регистрации ниже выбранного опорного сигнала на 3 дБ. Таким образом, фиксируются исключительно полезные сигналы, исключая возможность зашумления.

Измерение амплитудно-частотных характеристик (далее — АЧХ) занимает важное место среди радиотехнических и радиоэлектронных измерений, поскольку является необходимой характеристикой про определении показателей качества обработки и обнаружения полезных сигналов на фоне как естественных, так и искусственных помех.

Учитывая этот факт, специалисты в данной области на протяжении многих лет отрабатывают различные методики измерения АЧХ, постоянно совершенствуя их и упрощая функционал.

Программное обеспечение ZETLAB позволяет снимать АЧХ различными методами, однако, мы не стоим на месте и каждый раз стараемся добавить новые возможности для более точного и быстрого получения характеристик.

Рассмотрим два способа получения АЧХ: при помощи программы Узкополосный спектр и при помощи программы Взаимный узкополосный спектр, с функцией Пиковый детектор.

В качестве задающего сигнала будет использоваться Генератор сигналов — сканирующий синус в диапазоне частот от 10 Гц до 2000 Гц, для более наглядной демонстрации результатов измерения.

Необходимо произвести настройки программ.

В программе Узкополосный спектр установим частотный диапазон, выберем время усреднения и выберем измерительные каналы. Также, для наглядности во вкладке Дополнительные графики установим флаг напротив уровня Максимальный.

После установки необходимых настроек активировать кнопку Применить – откроется рабочее диалоговое окно программы Узкополосный Спектр.

В ппрограмме «Взаимный узкополосный анализ», в окне настройки программы установить:

• требуемый частотный диапазон;
• тип усреднения — пиковый детектор;
• выбрать опорный канал;
• задать измерительные каналы;
• установить флаг напротив значения Переходная характеристика в поде Дополнительные графики.

После установки необходимых настроек активировать кнопку Применить – откроется два рабочих диалоговых окна: программы «Взаимный узкополосный спектр» и «Переходная характеристика».

Ниже приведены спектры сигналов, полученных в программах «Узкополосный спектр» (слева) и «Взаимный узкополосный спектр» (справа).

Как видно из графиков, спектр сигнала в программе «Узкополосный спектр» представляет собой достаточно неровную характеристику, постоянно изменяющуюся в зависимости от частоты  прохождения генератора, в силу чего достаточно сложно корректно оценить реальную АЧХ сигнала. Это обусловлено спецификой алгоритма обработки сигналов, заложенной в данной программе.

В то же время, спектр сигнала в программе «Взаимный узкополосный спектр» с функцией Пиковый детектор представляет собой ровную характеристику, на которую не оказывает влияние частота прохождения сигнала генератора. Благодаря алгоритму усреднения по типу Пиковый детектор, сигнал остаётся неизменным в той зоне, где уже прошел сигнал генератора, что в свою очередь обеспечивает возможность получения реальной АЧХ. Оценка АЧХ производится в окне программы «Переходная характеристика».

К сигналу, усреднённому по типу Пиковый детектор, может быть применён весь функционал программы «Взаимный узкополосный спектр», а именно доступно использование всех дополнительных окон для проведения детального анализа.

Использование программ Генератор сигналов и Взаимный узкополосный спектр с функцией Пиковый детектор позволяет без труда организовать автоматизированный процесс определения амплитудно-частотных характеристик.

Для проведения процедуры снятия АЧХ вам понадобится анализатор спектра, например ZET 034 или ZET 017-U8.

Порядок работы следующий:

1. В программе «Генератор сигналов» выбрать вкладку «ЛогЧМ», задать значение начальной и конечной частоты, установить уровень сигнала, длительность и скорость снятия АЧХ. После введения всех параметров, активировать кнопки Добавить и Включить последовательно.
2. Запустить программу «Взаимный узкополосный спектр», осуществить настройку программы по методике, указанной выше. В качестве опорного канала установить канал генератора, в качестве измерительных — каналы, по которым требуется снять АЧХ. Установить флаг Переходная характеристика в области дополнительных окон.
3. Следить за автоматизированным процессом определения АЧХ по выбранным каналам.

Вот так за три действия можно снять АЧХ одновременно по большому количеству каналов!

Данный метод будет удобен при проведении аттестации вибростендов, когда необходимо измерить их АЧХ, оценить рабочий частотный диапазон и определить резонансные частоты.