स्पेक्ट्रम विश्लेषक क्या है: कार्य और इसके अनुप्रयोग

स्पेक्ट्रम एनालाइजर एक महत्वपूर्ण परीक्षण है जिसे मापने के लिए उपयोग किया जाता है आवृत्तियों और कई अन्य मापदंडों। दिलचस्प बात यह है कि स्पेक्ट्रम एनालाइजर का इस्तेमाल संकेतों को मापने के लिए किया जाता है, जिन्हें हम जानते हैं और उन संकेतों को पाते हैं जिन्हें हम नहीं जानते हैं। इसकी सटीकता के कारण, स्पेक्ट्रम विश्लेषक ने विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक माप के क्षेत्र में बहुत सारे अनुप्रयोग प्राप्त किए हैं। इसका उपयोग कई सर्किट और प्रणालियों का परीक्षण करने के लिए किया जाता है। ये सर्किट और सिस्टम रेडियो फ्रीक्वेंसी स्तरों पर काम करते हैं।

अपने विभिन्न मॉडल कॉन्फ़िगरेशन के साथ, इस उपकरण के इंस्ट्रूमेंटेशन और माप क्षेत्र में अपनी बहुमुखी प्रतिभा है। यह विशिष्ट अनुप्रयोगों के आधार पर विभिन्न विशिष्टताओं, आकारों और यहां तक ​​कि उपलब्ध के साथ आता है। अल्ट्रा-फ्रीक्वेंसी के स्तर पर एक उच्च आवृत्ति रेंज में डिवाइस का उपयोग वर्तमान में अनुसंधान में है। इसे कंप्यूटर सिस्टम से भी जोड़ा जा सकता है और माप को डिजिटल प्लेटफॉर्म पर रिकॉर्ड किया जा सकता है।

स्पेक्ट्रम विश्लेषक क्या है?

स्पेक्ट्रम विश्लेषक मूल रूप से एक परीक्षण उपकरण है जो सर्किट में या रेडियो फ्रीक्वेंसी रेंज में एक सिस्टम में विभिन्न मापदंडों को मापता है। सामान्य परीक्षण उपकरण का एक टुकड़ा समय के संबंध में इसके आयाम के आधार पर मात्रा को मापेगा। उदाहरण के लिए, एक वोल्टमीटर समय डोमेन के आधार पर वोल्टेज आयाम को मापता है। तो हम एक sinusoidal वक्र प्राप्त करेंगे एसी वोल्टेज या के लिए एक सीधी रेखा दिष्ट विद्युत धारा का वोल्टेज । लेकिन एक स्पेक्ट्रम विश्लेषक मात्रा बनाम आवृत्ति के संदर्भ में मात्रा को मापेगा।

फ्रीक्वेंसी डोमेन प्रतिक्रिया

जैसा कि आरेख में दिखाया गया है, स्पेक्ट्रम विश्लेषक आवृत्ति डोमेन में आयाम को मापता है। उच्च शिखर के संकेत परिमाण का प्रतिनिधित्व करते हैं, और बीच में, हमारे पास शोर संकेत भी हैं। हम शोर संकेतों को खत्म करने और सिस्टम को अधिक कुशल बनाने के लिए स्पेक्ट्रम विश्लेषक का उपयोग कर सकते हैं। ध्वनि रद्दीकरण कारकों (एसएनआर) का संकेत आजकल इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक है। उदाहरण के लिए, हेडफ़ोन एक शोर रद्द करने के पहलू के साथ आते हैं। ऐसे उपकरणों के परीक्षण के लिए, स्पेक्ट्रम विश्लेषणकर्ताओं का उपयोग किया जाता है।

विश्लेषक ब्लॉक आरेख

ब्लॉक आरेख

स्पेक्ट्रम विश्लेषक का ब्लॉक आरेख ऊपर दिखाया गया है। इसमें एक इनपुट एटेन्यूएटर होता है, जो इनपुट रेडियो फ्रिक्वेंसी सिग्नल को अटेंड करता है। रिप्ले कंटेंट को खत्म करने के लिए अटैच्ड सिग्नल को कम पास के फिल्टर में खिलाया जाता है।

फ़िल्टर्ड सिग्नल को एक वोल्टेज ट्यून्ड ऑसिलेटर के साथ मिलाया जाता है, और एक एम्पलीफायर को खिलाया जाता है। एम्पलीफायर कैथोड रे आस्टसीलस्कप को खिलाया जाता है। दूसरी तरफ, हमारे पास एक स्वीप जनरेटर भी है। दोनों ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज विक्षेपण के लिए सीआरओ को खिलाए जाते हैं।

स्पेक्ट्रम विश्लेषक कार्य सिद्धांत

स्पेक्ट्रम विश्लेषक मूल रूप से सिग्नल की स्पेक्ट्रम सामग्री को मापता है यानी विश्लेषक को खिलाया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि हम किसी फ़िल्टर के आउटपुट को माप रहे हैं, तो हमें कम पास फ़िल्टर कहते हैं, तो स्पेक्ट्रम विश्लेषक आवृत्ति डोमेन में आउटपुट फ़िल्टर के स्पेक्ट्रम सामग्री को मापेगा। इस प्रक्रिया में, यह शोर सामग्री को भी मापेगा और इसे CRO में प्रदर्शित करेगा,

जैसा कि ब्लॉक आरेख में प्रदर्शित किया जाता है, स्पेक्ट्रम विश्लेषक के काम को कैथोड रे आस्टसीलस्कप पर एक ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज स्वीप के उत्पादन के रूप में मौलिक रूप से वर्गीकृत किया जा सकता है। हम जानते हैं कि मापा संकेत की क्षैतिज स्वीप आवृत्ति के संबंध में होगा और ऊर्ध्वाधर स्वीप इसके आयाम के संबंध में होगा।

काम में हो

मापा संकेत के क्षैतिज स्वीप का उत्पादन करने के लिए, रेडियो फ्रीक्वेंसी स्तर पर सिग्नल को इनपुट एटेन्यूएटर को खिलाया जाता है, जो रेडियो फ्रीक्वेंसी स्तर पर सिग्नल को अटेंड करता है। संकेत में किसी भी तरंग सामग्री को खत्म करने के लिए एटेन्यूएटर का आउटपुट कम पास फिल्टर को खिलाया जाता है। फिर इसे एक एम्पलीफायर को खिलाया जाता है, जो सिग्नल के परिमाण को एक निश्चित स्तर तक बढ़ाता है।

इस प्रक्रिया में, यह थरथरानवाला के उत्पादन के साथ भी मिलाया जाता है जिसे एक निश्चित आवृत्ति पर ट्यून किया जाता है। थरथरानवाला खिलाया तरंग की एक वैकल्पिक प्रकृति उत्पन्न करने में मदद करता है। थरथरानवाला और प्रवर्धित के साथ मिश्रित होने के बाद, संकेत क्षैतिज डिटेक्टर को खिलाया जाता है, जो सिग्नल को आवृत्ति डोमेन में परिवर्तित करता है। यहाँ स्पेक्ट्रम विश्लेषक में, आवृत्ति डोमेन में सिग्नल की वर्णक्रमीय मात्रा का प्रतिनिधित्व किया जाता है।

ऊर्ध्वाधर स्वीप के लिए, आयाम की आवश्यकता होती है। आयाम प्राप्त करने के लिए, संकेत वोल्टेज ट्यून्ड थरथरानवाला को खिलाया जाता है। वोल्टेज ट्यून्ड ऑसिलेटर को रेडियो फ्रीक्वेंसी स्तर पर ट्यून किया जाता है। आम तौर पर, प्रतिरोध और कैपेसिटर संयोजन का उपयोग ऑसिलेटर सर्किट प्राप्त करने के लिए किया जाता है। इसे आरसी ऑसिलेटर्स के रूप में जाना जाता है। थरथरानवाला स्तर पर, संकेत 360 डिग्री से चरण शिफ्ट हो जाता है। इस चरण की शिफ्टिंग के लिए, RC सर्किट के विभिन्न स्तरों का उपयोग किया जाता है। आमतौर पर, हमारे पास 3 स्तर हैं।

कभी-कभी चरण-स्थानांतरण के प्रयोजनों के लिए भी ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाता है। ज्यादातर मामलों में, रैंप जनरेटर का उपयोग करके दोलक की आवृत्ति भी नियंत्रित की जाती है। रैंप जनरेटर भी कभी-कभी दालों की एक रैंप प्राप्त करने के लिए एक पल्स चौड़ाई न्यूनाधिक से जुड़ा होता है। थरथरानवाला का उत्पादन ऊर्ध्वाधर स्वीप सर्किट को खिलाया जाता है। जो कैथोड रे ऑसिलोस्कोप पर आयाम प्रदान करता है।

स्पेक्ट्रम विश्लेषक के प्रकार

स्पेक्ट्रम विश्लेषणकर्ताओं को दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है। एनालॉग और डिजिटल

एनालॉग स्पेक्ट्रम विश्लेषक

एनालॉग स्पेक्ट्रम एनालाइजर सुपरहीटरोडाइन सिद्धांत का उपयोग करते हैं। उन्हें स्वेप्ट या स्वीप विश्लेषक भी कहा जाता है। जैसा कि ब्लॉक आरेख में दिखाया गया है, विश्लेषक में विभिन्न क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर स्वीप सर्किट होंगे। डेसीबल में आउटपुट दिखाने के लिए, क्षैतिज स्वीप सर्किट से पहले एक लॉगरिदमिक एम्पलीफायर का भी उपयोग किया जाता है। वीडियो सामग्री को फ़िल्टर करने के लिए एक वीडियो फ़िल्टर भी प्रदान किया जाता है। रैंप जनरेटर का उपयोग प्रदर्शन पर प्रत्येक आवृत्ति को एक अद्वितीय स्थान प्रदान करता है, जिसके द्वारा वह आवृत्ति प्रतिक्रिया प्रदर्शित कर सकता है।

डिजिटल स्पेक्ट्रम विश्लेषक

डिजिटल स्पेक्ट्रम विश्लेषक में फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म (FFT) ब्लॉक और एनालॉग से डिजिटल कन्वर्टर्स (ADC) ब्लॉक होते हैं जो एनालॉग सिग्नल को डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित करते हैं। ब्लॉक आरेख प्रतिनिधित्व द्वारा

डिजिटल स्पेक्ट्रम विश्लेषक

जैसा कि ब्लॉक आरेख प्रतिनिधित्व द्वारा दिखाया गया है, सिग्नल को एटेन्यूएटर को खिलाया जाता है, जो सिग्नल के स्तर को दर्शाता है, और फिर रिपल सामग्री को समाप्त करने के लिए एलपीएफ को खिलाया जाता है। फिर सिग्नल को डिजिटल कनवर्टर (ADC) के एनालॉग से खिलाया जाता है जो सिग्नल को डिजिटल डोमेन में परिवर्तित करता है। डिजिटल सिग्नल FFT विश्लेषक को खिलाया जाता है जो सिग्नल को फ़्रीक्वेंसी डोमेन में परिवर्तित करता है। यह सिग्नल की आवृत्ति वर्णक्रमीयता को मापने में मदद करता है। अंत में, यह सीआरओ का उपयोग करके प्रदर्शित किया जाता है।

विश्लेषक के फायदे और नुकसान

इसके कई फायदे हैं, क्योंकि यह रेडियो फ्रीक्वेंसी रेंज पर सिग्नल में स्पेक्ट्रल मात्रा को मापता है। यह कई माप भी प्रदान करता है। एकमात्र नुकसान इसकी लागत है, जो सामान्य पारंपरिक मीटर की तुलना में अधिक है।

विश्लेषक के आवेदन

एक स्पेक्ट्रम विश्लेषक जो मूल रूप से परीक्षण उद्देश्य के लिए उपयोग किया जाता है, का उपयोग विभिन्न प्रकार की मात्राओं को मापने के लिए किया जा सकता है। इन सभी मापों को रेडियो फ्रीक्वेंसी स्तर पर बनाया जाता है। स्पेक्ट्रम विश्लेषक के उपयोग से अक्सर मापी जाने वाली मात्राएँ हैं-

• संकेत स्तर - फ़्रीक्वेंसी डोमेन के आधार पर सिग्नल के आयाम को स्पेक्ट्रम विश्लेषक का उपयोग करके मापा जा सकता है
• चरण शोर - जैसा कि माप आवृत्ति डोमेन पर किया जाता है और वर्णक्रमीय सामग्री को मापा जाता है, चरण शोर आसानी से मापा जा सकता है। यह कैथोड रे ऑसिलोस्कोप के आउटपुट में तरंग के रूप में दिखाई देता है।
• हार्मोनल विकृति - यह सिग्नल की गुणवत्ता के लिए निर्धारित किया जाने वाला एक प्रमुख कारक है। हार्मोनिक विरूपण के आधार पर, सिग्नल की शक्ति की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए कुल हार्मोनिक विरूपण (THD) की गणना की जाती है। सिग्नल को सैग और स्वेल से बचाया जाना चाहिए। हानिरहित विकृति के स्तर में कमी अनावश्यक नुकसान से बचने के लिए और भी महत्वपूर्ण है।
• अंतःस्राव विकृति - संकेत को संशोधित करते समय, आयाम (एम्प्लिट्यूड मॉड्यूलेशन) या फ़्रीक्वेंसी (फ़्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन) के आधार पर विकृतियाँ मध्यवर्ती स्तर में होती हैं। इस विकृति को एक संसाधित संकेत होने से बचना चाहिए। इसके लिए, इंटरमोड्यूलेशन विरूपण को मापने के लिए एक स्पेक्ट्रम विश्लेषक का उपयोग किया जाता है। एक बार जब बाहरी सर्किट का उपयोग करके विरूपण कम हो जाता है, तो सिग्नल को संसाधित किया जा सकता है।
• चंचल संकेत - ये अवांछित संकेतों का पता लगाने और उन्हें समाप्त करने के लिए हैं। इन संकेतों को सीधे मापा नहीं जा सकता। वे अज्ञात संकेत हैं जिन्हें मापने की आवश्यकता है।
• सिग्नल फ्रीक्वेंसी - मूल्यांकन किए जाने के लिए यह एक महत्वपूर्ण कारक भी है। चूंकि हमने रेडियो फ्रीक्वेंसी स्तर पर विश्लेषक का उपयोग किया था, इसलिए आवृत्तियों का बैंड बहुत अधिक है, और प्रत्येक और प्रत्येक सिग्नल की आवृत्ति सामग्री को मापना महत्वपूर्ण हो जाता है। इस स्पेक्ट्रम के लिए, विश्लेषक विशेष रूप से उपयोग किए जाते हैं।
• स्पेक्ट्रल मास्क - स्पेक्ट्रम विश्लेषक स्पेक्ट्रल मास्क का विश्लेषण करने में भी सहायक होते हैं

इसलिए हमने काम के सिद्धांत, डिजाइन, फायदे और आवेदन को देखा है स्पेक्ट्रम विश्लेषण करनेवाला। किसी को यह सोचना चाहिए कि स्पेक्ट्रम विश्लेषक में मापे जाने वाले डेटा को कैसे संग्रहीत किया जाए? और आगे मापने के लिए इसे कंप्यूटर जैसे अन्य माध्यमों में कैसे स्थानांतरित किया जाए।