Анализаторы спектра

Аналізатором спектра або спектроаналізатором називається прилад, який дозволяє візуально спостерігати сукупність амплітуд частотних гармонік будь-якого періодичного сигналу.

Іншими словами, спектроаналізатор дозволяє розкласти сигнал у ряд Фур’є з подальшим виведенням результату на дисплей або використанням для інших цілей. Для вимірювання параметрів спектра сигналів аналізатори спектра використовують метод фільтрації або обчислення ПФ — перетворення Фур’є.

Прилади, що використовують обчислення ПФ, зберігають вибірки значень сигналів у пам’яті, що дозволяє надалі виконувати з ними різні операції. Вони ефективні під час аналізу сигналів із частотою до 10 МГц.

Прилади, які використовують метод фільтрації, можуть аналізувати спектр за допомогою набору смугових фільтрів — аналіз паралельного типу, використанням перестроюваного фільтра або гетеродинування — аналіз послідовного типу, а також за допомогою ліній затримки дисперсійного типу.

Аналізатори спектра послідовного типу містять у своїй конструкції перестроюваний фільтр, який під час аналізу перестроюється за частотою. Також можлива перебудова за частотою гетеродинного перетворювача досліджуваного сигналу.

Схема аналізатора спектра паралельного типу передбачає відтворення спектра аналізованого сигналу одночасно з його надходженням на вхід пристрою, тобто в режимі реального часу. При цьому аналіз виконується в певній області частот, яка називається «вікном».

Найбільш перспективною технологією аналізу спектра є обчислення перетворення Фур’є, що передбачає цифрову обробку даних. Ця методика відрізняється високими показниками точності, роздільної здатності та лінійності.

Такий аналізатор спектра має на вході фільтр із смугою пропускання нижче половинної частоти дискретизації, щоб виключити спотворення вихідного спектра через виникнення ефекту накладання. Після цього сигнал проходить дискретизацію та за допомогою аналого-цифрового перетворювача переводиться в цифровий код зі збереженням у пам’яті приладу.

Подальше перетворення Фур’є виконується в арифметичному пристрої, який множить амплітуду поточної вибірки на відповідні величини тригонометричних функцій. Результатом цієї операції є дійсна та уявна частина перетворення, які надалі можна використовувати і для інших обчислень.

Сьогодні електропостачальні компанії не завжди постачають електроенергію належної якості, тобто таку, що відповідає встановленим стандартам. Виявити такі відхилення можна за допомогою аналізаторів якості електроенергії.

Якщо необхідно оформити претензію до енергопостачальника, важливо, щоб прилади — аналізатори якості електроенергії — були атестовані в органах Держстандарту України або внесені до Державного реєстру засобів вимірювальної техніки України та мали чинну повірку.