Анализатор спектра С4-60

Анализатор спектра С4-60 предназначен для исследования спектров периодических сигналов произвольной формы и модуляции, анализа спектров стационарных шумов, проверки частотных характеристик четырехполюсников, а также для селективного измерения частоты и уровней периодических сигналов.

Прибор используют при измерении параметров непрерывных колебаний сложной формы, модулированных сигналов, паразитных и побочных колебаний. С4-60 подходит для контроля полосы излучения и внеполосных излучений, исследования спектров повторяющихся радиоимпульсов и измерения интермодуляционных искажений третьего порядка четырехполюсников.

Конструктивное исполнение

Анализатор спектра С4-60 выполнен в виде комплекта функциональных блоков. Такая компоновка позволяет работать в широком диапазоне частот и использовать прибор для комплексных измерений в радиочастотной и СВЧ-области.

• Индикатор Я40-0830 с блоком промежуточной частоты Я4С-54.
• Преобразователь Я4С-59.
• Преобразователь Я4С-60.

Частотный диапазон

С4-60 работает в диапазоне от 10 МГц до 39,6 ГГц. Диапазон разделен на 6 поддиапазонов, что обеспечивает последовательное перекрытие рабочей области частот.

• Общий диапазон частот - от 10 МГц до 39,6 ГГц.
• Первый поддиапазон - от 0,01 до 1,5 ГГц.
• Второй поддиапазон - от 1,45 до 3,45 ГГц.
• Третий поддиапазон - от 3,45 до 7,45 ГГц.
• Четвертый поддиапазон - от 7,45 до 12 ГГц.
• Пятый поддиапазон - от 12 до 19,45 ГГц.
• Шестой поддиапазон - от 19,45 до 39,6 ГГц.

Погрешность измерения и установки частоты

Основная погрешность измерения частоты входного синусоидального сигнала зависит от рабочего диапазона и режима использования встроенного калибратора.

• В диапазоне от 1 МГц до 1,5 ГГц - ±(0,01·f + 10).
• С использованием встроенного калибратора - ±(0,01·f + 2).
• В диапазоне от 1,45 до 39,6 ГГц - ±0,01·f, где f - частота входного синусоидального сигнала.
• Погрешность измерения частоты в рабочих условиях в диапазоне от 10 МГц до 1,5 ГГц - ±(0,015·f + 10) МГц.
• Погрешность измерения частоты в рабочих условиях с использованием встроенного калибратора - ±(0,015·f + 2) МГц.
• Погрешность измерения частоты в рабочих условиях в диапазоне от 1,45 до 39,6 ГГц - ±0,015·f МГц.

Полосы обзора и автоматическая перестройка

Номинальные значения полос обзора устанавливаются дискретно с шагом 1, 2 и 5. Это позволяет выбирать режим анализа в зависимости от ширины исследуемого спектра и требуемой детализации.

• Полоса обзора в диапазоне от 10 МГц до 1,5 ГГц - от 50 кГц до 1000 МГц.
• Полоса обзора в диапазоне от 1,45 до 39,6 ГГц - от 50 кГц до 2000 МГц.
• Погрешность установки полос обзора от 5 до 2000 МГц - ±10%.
• Погрешность установки полос обзора от 0,05 до 2 МГц - ±20%.
• Максимальная полоса автоматической перестройки частоты в диапазоне от 0,01 до 1,5 ГГц - 1500 МГц.
• Максимальная полоса автоматической перестройки частоты в диапазоне от 1,45 до 39,6 ГГц - N·2000 МГц, где N - номер рабочей гармоники первого гетеродина.
• Погрешность установки номинальных значений максимальных полос автоматической перестройки частоты - ±10%.

Полосы пропускания

Полосы пропускания анализатора спектра С4-60 нормируются на уровне -3 дБ. Набор фиксированных значений позволяет подбирать режим измерения для широкополосных и узкополосных сигналов.

• Номинальные полосы пропускания на уровне -3 дБ - 1 кГц, 3 кГц, 10 кГц, 30 кГц, 100 кГц и 300 кГц.
• Погрешность номинальных значений полос пропускания - ±30%.
• Погрешность для полосы пропускания 3 кГц - ±40%.
• Коэффициент прямоугольности по уровням -60 дБ и -3 дБ для полос 1 кГц и 3 кГц - не более 20.
• Коэффициент прямоугольности по уровням -60 дБ и -3 дБ для полос от 10 до 300 кГц - не более 25.

Стабильность гетеродинов и режим ФАПЧ

Стабильность частоты гетеродинов влияет на точность настройки и устойчивость изображения спектра. В С4-60 предусмотрена работа с включенной и выключенной системой фазовой автоподстройки частоты.

• Суммарная нестабильность частоты гетеродинов за 10 минут после установления рабочего режима при включенной ФАПЧ - не более 500 кГц.
• Суммарная нестабильность частоты гетеродинов за 10 минут после установления рабочего режима при выключенной ФАПЧ - N·1 МГц, где N - номер рабочей гармоники гетеродина.
• Паразитная девиация частоты гетеродинов в режиме «ОБЗОР 0» при работе на основной гармонике первого гетеродина и включенной ФАПЧ - не более 350 Гц.
• Паразитная девиация частоты гетеродинов в режиме «ОБЗОР 0» при выключенной ФАПЧ - не более 15 кГц.
• Частота настройки регулируется ручкой «ФАП» в пределах не менее 0,8 МГц при включенной ФАПЧ для полос обзора меньше 0,5 МГц на деление.

Измерительные возможности

С4-60 позволяет измерять параметры спектра непрерывных и модулированных колебаний, оценивать побочные составляющие, контролировать внеполосные излучения и исследовать спектры повторяющихся радиоимпульсов. Прибор также применяется при измерении частотных характеристик четырехполюсников и интермодуляционных искажений третьего порядка.

• Селективное измерение частоты периодических сигналов.
• Селективное измерение уровней периодических сигналов.
• Исследование спектров сигналов произвольной формы и модуляции.
• Анализ спектров стационарных шумов.
• Измерение частотных характеристик четырехполюсников.
• Измерение параметров паразитных и побочных колебаний.
• Измерение полосы излучения и внеполосных излучений.
• Исследование спектров повторяющихся радиоимпульсов.

Аттенюаторы и амплитудные шкалы

В приборе предусмотрены ступенчатая и плавная регулировка номинального уровня, а также логарифмическая и линейная амплитудные шкалы индикатора.

• Основная погрешность относительного ослабления ступенчатого аттенюатора «НОМИНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ» в нормальных условиях - ±4%.
• Погрешность ступенчатого аттенюатора в рабочих условиях для положений от 2,5 мВ до 8 мкВ - ±6%.
• Погрешность ступенчатого аттенюатора в нормальных условиях для положений 2,5 мкВ и 0,8 мкВ - ±6%.
• Погрешность ступенчатого аттенюатора в рабочих условиях для положений 2,5 мкВ и 0,8 мкВ - ±12%.
• Погрешность относительного ослабления плавного аттенюатора «НОМИНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ» в оцифрованных положениях лимба - ±12%.
• Основная погрешность логарифмической амплитудной шкалы индикатора в пределах от 0 до -70 дБ в нормальных условиях - ±2 дБ.
• Основная погрешность логарифмической амплитудной шкалы индикатора в пределах от 0 до -70 дБ в рабочих условиях - ±3 дБ.
• Основная погрешность линейной амплитудной шкалы индикатора, приведенная к номиналу масштабной сетки, в нормальных условиях - ±4%.
• Основная погрешность линейной амплитудной шкалы индикатора, приведенная к номиналу масштабной сетки, в рабочих условиях - ±6%.
• Усиление прибора регулируется не менее чем на 10 дБ органом регулировки «УСИЛ».

Амплитудно-частотная характеристика

Неравномерность амплитудно-частотной характеристики прибора нормируется по входу смесителя. Параметр указан как размах в пределах каждого поддиапазона.

• Неравномерность АЧХ по входу смесителя при развязке на входе не менее 10 дБ в пределах каждого поддиапазона в диапазоне до 12 ГГц - не более 10 дБ.

Чувствительность и собственные шумы

Средний уровень собственных шумов С4-60 нормируется в полосе пропускания 1 кГц. Значение зависит от диапазона частот и используемого входа.

• По входу смесителя в диапазоне от 10 МГц до 1,5 ГГц - -100 дБ мВт.
• По входу смесителя в диапазоне от 1,45 до 3,45 ГГц - -100 дБ мВт.
• По входу смесителя в диапазоне от 3,45 до 7,45 ГГц - -95 дБ мВт.
• По входу смесителя в диапазоне от 7,45 до 12 ГГц - -90 дБ мВт.
• По входу смесителя в диапазоне от 12 до 19,45 ГГц - -85 дБ мВт.
• По входу смесителя в диапазоне от 19,45 до 39,6 ГГц - -70 дБ мВт.
• По входу преселектора в диапазоне от 1,8 до 3,45 ГГц - -85 дБ мВт.
• По входу преселектора в диапазоне от 3,45 до 7,45 ГГц - -80 дБ мВт.
• По входу преселектора в диапазоне от 7,45 до 12 ГГц - -75 дБ мВт.

Интермодуляционные и зеркальные помехи

С4-60 позволяет оценивать интермодуляционные искажения третьего порядка. Нормы заданы для воздействия двух синусоидальных сигналов равной амплитуды с указанными уровнями и расстройкой.

• Относительный уровень помех по входу смесителя при воздействии двух синусоидальных сигналов равных амплитуд с уровнем 0,1 мкВт и расстройкой 2 МГц в диапазоне от 10 МГц до 1,5 ГГц - не более -60 дБ.
• Относительный уровень помех по входу смесителя при тех же условиях в диапазоне от 1,45 до 3,45 ГГц - не более -50 дБ.
• Уровень помех по зеркальному каналу по входу преселектора в диапазоне от 1,8 до 12 ГГц - не более -60 дБ.
• Относительный уровень помех, обусловленных интермодуляционными искажениями по входу преселектора, при воздействии двух сигналов равных амплитуд с уровнем 0,1 мкВт и расстройкой 100 МГц в диапазоне от 1,8 до 12 ГГц - не более -60 дБ.

Входные параметры

Входные параметры анализатора спектра С4-60 зависят от диапазона частот и используемого входного тракта. Для согласования с трактами применяются вход 50 Ом и волноводные сечения.

• Волновое сопротивление входа - 50 Ом.
• В диапазоне от 10 МГц до 12 ГГц используется канал 7 x 3 мм.
• В диапазоне от 12 до 39,6 ГГц используются типовые волноводные сечения 16 x 8 мм, 11 x 5,5 мм и 7,2 x 3,4 мм.
• КСВН по входу смесителей в диапазоне от 10 МГц до 12 ГГц при развязке на входе не менее 10 дБ - не более 2.
• КСВН по входу смесителей в диапазоне от 12 до 39,6 ГГц - не более 4.
• КСВН по входу преселектора в диапазоне от 1,8 до 12 ГГц при развязке на входе не менее 10 дБ - не более 4.

Развертка и запуск

Анализатор спектра С4-60 имеет три вида развертки. Внутренняя развертка поддерживает несколько способов запуска, а внешняя развертка выполняется подачей управляющего напряжения на разъем индикатора.

• Одиночный запуск внутренней развертки - режим «ОДИН».
• Автоматический запуск внутренней развертки - режим «АВТ».
• Автоматический запуск с внутренней синхронизацией частотой сети - режим «СЕТЬ».
• Запуск от огибающей анализируемого импульсного сигнала - режим «ВИДЕО» при размахе не менее 3 клеток масштабной сетки ЭЛТ.
• Время прямого хода внутренней развертки устанавливается переключателем «РАЗВЕРТКА СКОРОСТЬ» в последовательности 1, 2, 5.
• Диапазон времени прямого хода внутренней развертки - от 10 мс до 20 с.
• Погрешность времени прямого хода внутренней развертки - ±30%.
• Внешняя развертка обеспечивается подачей напряжения от 0 до 8 В на разъем «РАЗВЕРТКА» индикатора Я40-0830.
• При ручной развертке ручка «РУЧ» обеспечивает перестройку по частоте в пределах не менее установленной полосы обзора.
• При ручной развертке ручкой «РУЧ» луч на экране ЭЛТ смещается в пределах всей нижней горизонтальной линии.
• Прямой ход внутренней развертки сопровождается включением светового индикатора «РАЗВЕРТКА СКОРОСТЬ».

Индикация и память изображения

Индикатор С4-60 поддерживает несколько режимов отображения. Режим выбирается переключателем «ПАМЯТЬ» и позволяет работать как в обычном осциллографическом режиме, так и с сохранением изображения на экране.

• Режим «ОТКЛ» - память отключена, индикатор работает в осциллографическом режиме.
• Режим «ПЕРИОДИЧ» - периодическая запись и стирание изображения.
• В режиме «ПЕРИОДИЧ» изображение записывается во время прямого хода развертки и стирается во время обратного хода при длительности прямого хода внутренней автоматической развертки не менее 500 мс.
• Режим «ДЛИТ» - режим длительной памяти.
• В режиме «ДЛИТ» при длительности прямого хода внутренней автоматической развертки не менее 200 мс изображение непрерывно записывается и сохраняется на экране.
• Время сохранения изображения в режиме длительной памяти - не менее 100 с.
• Стирание изображения выполняется нажатием кнопки «X».

Выходные сигналы и служебные разъемы

С4-60 имеет выходы гетеродинов и служебные разъемы, которые используются при настройке, контроле и подключении внешних устройств.

• Мощность сигналов гетеродинов на разъемах 500 МГц и 1,5 ГГц - не менее 100 мкВт.
• Мощность сигналов гетеродинов на разъемах от 2,05 до 3,55 ГГц и от 2 до 4 ГГц - не менее 1 мВт.
• Частота сигнала на разъеме 47 МГц устанавливается равной 47 ±0,025 МГц.
• На разъеме «ВИДЕО» формируется постоянное напряжение, пропорциональное показанию амплитудной шкалы.
• При отклонении на полную амплитудную шкалу напряжение на разъеме «ВИДЕО» - не менее 0,4 В отрицательной полярности.
• Допустимая постоянная составляющая на разъеме «ВИДЕО» - не более ±0,2 В.
• На разъеме «РАЗВЕРТКА» формируется напряжение постоянного тока, пропорциональное напряжению горизонтальной развертки.
• При развертке, равной 10 делениям масштабной сетки, напряжение на разъеме «РАЗВЕРТКА» изменяется от -4 до 4 В.

Надежность и режим работы

Прибор рассчитан на продолжительную лабораторную эксплуатацию. Для выхода на нормируемые характеристики требуется предварительный самопрогрев.

• Непрерывная работа в рабочих условиях при сохранении характеристик - 8 ч в сутки.
• Время самопрогрева перед обеспечением технических характеристик - 1 ч.
• Наработка на отказ - не менее 2000 ч.
• Средний срок службы - не менее 5,5 лет.
• Средний ресурс - не менее 5000 ч.

Питание и потребляемая мощность

• Питание - от сети переменного тока напряжением 220 ±22 В.
• Частота питающей сети - 50 ±0,5 Гц.
• Потребляемая мощность при номинальном напряжении - не более 400 В·А.

Габариты и масса

Габаритные размеры и масса указаны отдельно для каждого блока комплекта С4-60.

• Габаритные размеры преобразователя Я4С-59 - 488 x 173 x 580 мм.
• Габаритные размеры преобразователя Я4С-60 - 488 x 173 x 580 мм.
• Габаритные размеры индикатора Я40-0830 с блоком Я4С-54 - 488 x 173 x 572 мм.
• Масса преобразователя Я4С-59 - не более 30 кг.
• Масса преобразователя Я4С-60 - не более 30 кг.
• Масса индикатора Я40-0830 с блоком Я4С-54 - не более 30 кг.

Условия эксплуатации

• Температура окружающего воздуха - от +5 до +40 °C.
• Относительная влажность при +30 °C - до 95%.
• Атмосферное давление - от 61,34 до 104 кПа.
• Атмосферное давление в пересчете - от 460 до 780 мм рт. ст.

Особенности прибора

• Широкий диапазон частот от 10 МГц до 39,6 ГГц.
• 6 рабочих поддиапазонов для перекрытия радиочастотной и СВЧ-области.
• Исследование спектров сигналов произвольной формы и модуляции.
• Работа со спектрами стационарных шумов.
• Селективное измерение частоты и уровней периодических сигналов.
• Измерение частотных характеристик четырехполюсников.
• Контроль паразитных, побочных и внеполосных излучений.
• Измерение интермодуляционных искажений третьего порядка.
• Набор полос пропускания от 1 до 300 кГц.
• Поддержка внутренней, внешней и ручной развертки.
• Режимы индикации с отключенной, периодической и длительной памятью.
• Возможность работы с ФАПЧ для повышения стабильности настройки.