Astronet > Analizator spektra

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Analizator spektra

Ustroistvo dlya polucheniya spektrov fizicheskih processov. Analizatorom spektra mozhet sluzhit' lyuboi pribor, povedenie kotorogo zavisit ot chastoty vozdeistviya. V osnove deistviya takih priborov lezhit odno iz sleduyushih yavlenii: interferenciya, prelomlenie pri nalichii dispersii fazovoi skorosti, rezonans. Pervye dva yavleniya ispol'zuyut dlya polucheniya opticheskih spektrov. Analizatory spektrov, rabota kotoryh osnovana na yavlenii rezonansa, naibolee universal'ny. Rasprostranenie poluchili analizatory spektra s elektricheskimi rezonatorami, takimi, kak kolebatel'nyi kontur s sosredotochennymi parametrami ili otrezok linii s raspredelennymi parametrami.

Razlichayut rezonansnye analizatory spektra parallel'nogo i posledovatel'nogo deistviya. V parallel'nyh analizatorah spektra ispol'zuyut nabor rezonatorov, nastroennyh na razlichnye chastoty i odnovremenno podvergayushihsya vozdeistviyu issleduemogo kolebaniya. V posledovatel'nyh analizatorah spektra primenyaetsya odin rezonator s peremennoi nastroikoi. Parallel'nyi analizator spektra imeet pered posledovatel'nym preimushestvo v skorosti analiza, odnako ustupaet emu v prostote. Posledovatel'nyi analizator spektra prigoden dlya analiza periodicheskih processov ili processov, harakter kotoryh malo izmenyaetsya za vremya analiza.

Analizator spektra pozvolyaet opredelit' amplitudu i chastotu spektral'nyh komponent, vhodyashih v sostav analiziruemogo processa. Vazhneishei ego harakteristikoi yavlyaetsya razreshayushaya sposobnost': naimen'shii interval $\Delta f$ po chastote mezhdu dvumya spektral'nymi liniyami, kotorye eshe razdelyayutsya analizatorom spektra. Razreshayushaya sposobnost' opredelyaetsya shirinoi polosy propuskaniya rezonatora i svyazana s vremenem analiza T sootnosheniem $\Delta fT$ =const, znachenie konstanty zavisit ot parametrov rezonatora. Velichina T opredelyaetsya vremenem ustanovleniya kolebanii v rezonatore, eto vremya tem bol'she, chem bol'she izbiratel'nost' rezonatora, t. e. chem men'she ego polosa propuskaniya.

Svoistva rezonatora opisyvayutsya staticheskoi rezonansnoi krivoi lish' pri beskonechno medlennoi perestroike chastoty. V deistvitel'nosti perestroika vedetsya s konechnoi skorost'yu, poetomu dlya rezonatora vvoditsya ponyatie dinamicheskoi rezonansnoi krivoi, a dlya analizatora spektra - ponyatie dinamicheskoi razreshayushei sposobnosti, kotoraya zavisit ne tol'ko ot parametrov rezonatora, no i ot vremeni analiza T. Neobhodimoe vremya analiza opredelyaetsya formuloi $T=2F/ \pi\mu(\Delta f)^2$ , gde F - shirina issleduemogo diapazona chastot, $\mu$ , - dopustimoe dinamicheskoe rasshirenie polosy propuskaniya.

Analizator spektra mozhet dat' istinnyi spektr tol'ko togda, kogda analiziruemoe kolebanie $h (t)$ periodichno, libo sushestvuet tol'ko v predelah intervala T. Pri analize dlitel'nostei processov analizator spektra daet ne istinnyi spektr $\displaystyle S(\omega)=\int\limits{-\infty}^\infty x(t)e^{\displaystyle -i\omega t}dt$ , a ego ocenku $\displaystyle S_T(t_1,\omega)=\int\limits_{t_1}^{t_1+T}x(t)e^{\displaystyle -i\omega t}dt$ , zavisyashuyu ot vremeni vklyucheniya t₁ i vremeni analiza T. T. k. spektr kolebaniya mozhet v obshem sluchae izmenyat'sya vo vremeni, to ocenka $S_T(t_1,\omega)$ daet t. n. tekushii spektr.

Dlya sluchainyh processov ocenka $S_T(t_1,\omega)$ daet "tekushii spektr" dannoi realizacii x(t), yavlyaetsya sluchainoi i maloprigodnoi dlya prakticheskih celei. Sluchainye processy prinyato harakterizovat' energeticheskim spektrom $G(\omega)$ , opredelyayushim raspredelenie po shkale chastot srednekvadratichnyh znachenii ispol'zuemogo signala. Energeticheskii spektr $G(\omega)$ stacionarnogo sluchainogo processa svyazan s "tekushim spektrom" $S_T(\omega)$ sootnosheniem $G(\omega)=\pi^{-1}\lim\limits_{T\to\infty}T^{-1}\langle|S_T(\omega)|^2\rangle$ , gde $\langle...\rangle$ oznachaet usrednenie po mnozhestvu realizacii. Esli process ergodicheskii, to vmesto usredneniya po ansamblyu mozhno ispol'zovat' usrednenie po vremeni vdol' odnoi realizacii.

Rassmotrennye vyshe analizatory spektra yavlyayutsya analogovymi po principu vypolneniya operacii. Sushestvuet shirokii klass cifrovyh analizatorov spektra, v kotoryh vmesto nepreryvnyh realizacii x(t), $t\in[0, T]$ , ispol'zuyutsya diskretnye znacheniya x(t_k) = x_k v diskretnyh tochkah t_k = k $\Delta$ t; k=0, 1, 2, ..., N - 1; $\Delta t=T/N$ . Otschety x_k kvantovany po velichine, t. e. predstavleny cifrovymi slovami s konechnym chislom razryadov. Izvestny analizatory spektra, v kotoryh vychislyayutsya koefficienty diskretnogo preobrazovaniya Fur'e $S(n\Delta\omega)=N^{-1}\sum\limits_{k=0}^{N-1}x(k\Delta t)e^{\displaystyle -in\Delta\omega k\Delta t}$ , $\Delta\omega=2\pi/T$ , pri opredelennyh usloviyah yavlyayushiesya znacheniyami spektra S ( $\omega$ ) v tochkah $n\Delta\omega$ , n = 0, 1, 2, ..., N-1. Razvitie vychislitel'noi tehniki sposobstvovalo poyavleniyu analizatorov spektra, deistvie kotoryh osnovano na neposredstvennom vychislenii koefficientov razlozheniya po opredelennoi sisteme ortogonal'nyh, ne obyazatel'no garmonicheskih, funkcii.

"Fizicheskaya Enciklopediya"/Phys.Web.Ru
Glossarii Astronet.ru

L | R | A | B | V | G | D | E | Zh | Z | I | ' | K | L | M | N | O | P | R | S | T | U | F | H | C | Ch | Sh | Sh | E | Yu | Ya

Publikacii s klyuchevymi slovami: spektrometr - Spektrograf - spektroskop - spektroskopiya - Spektr - analizator spektra Publikacii so slovami: spektrometr - Spektrograf - spektroskop - spektroskopiya - Spektr - analizator spektra
Sm. takzhe: Solnce i propavshie cveta Razlozhenie dalekogo sveta Spektr Solnca i propavshie cveta Spektr vspyshki Solnca Vse cveta Solnca Detektor na Mezhdunarodnoi kosmicheskoi stancii obnaruzhil neob'yasnimyi izbytok pozitronov Spektr Novoi Del'fina Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati