Bài giảng Cơ sở đo lường điện tử: Chương 8 - TS. Trương Cao Dũng

Phân tích phổ của tín hiệu là một lĩnh vực cốt lõi trong kỹ thuật điện tử và viễn thông, đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu rõ cấu trúc tần số và biên độ của các tín hiệu điện tử. Việc nắm bắt các thành phần hài và phân bố năng lượng theo tần số là không thể thiếu cho việc thiết kế, kiểm tra và khắc phục sự cố hệ thống. Tài liệu này cung cấp một cái nhìn tổng quan về nguyên lý và các phương pháp phân tích phổ, tập trung vào cấu tạo và hoạt động của các máy phân tích phổ. Mục tiêu là trình bày rõ ràng cơ sở lý thuyết, đặc biệt là hiện tượng cộng hưởng và cách các thiết bị này được sử dụng để khám phá các đặc tính tiềm ẩn của tín hiệu.

Sinh viên, kỹ sư điện tử, viễn thông, và các nhà nghiên cứu quan tâm đến phân tích tín hiệu và xử lý phổ.

Tài liệu "Chương 8. Phân tích phổ của tín hiệu" trình bày chi tiết về các nguyên lý và phương pháp phân tích phổ, một kỹ thuật thiết yếu trong kỹ thuật điện tử. Nó giải thích cách máy hiện sóng (MHS) có thể được dùng để quan sát phổ, biểu diễn biên độ theo tần số của các thành phần hài. Tuy nhiên, để phân tích chuyên sâu và vẽ đồ thị phổ chính xác, cần sử dụng máy phân tích phổ chuyên dụng. Nguyên lý hoạt động cơ bản của các thiết bị này dựa trên hiện tượng cộng hưởng, sử dụng các bộ lọc dải hẹp để tách biệt và đo lường các phân lượng tần số khác nhau của tín hiệu. Tài liệu phân loại máy phân tích phổ thành hai loại chính: phổ song song và phổ nối tiếp. Phương pháp phổ song song sử dụng một ngân hàng gồm nhiều bộ lọc dải hẹp được bố trí liên tiếp trong một dải tần số nhất định. Mỗi bộ lọc sẽ phản ứng với một thành phần phổ cụ thể, và điện áp đầu ra của chúng, tỷ lệ với biên độ của thành phần đó, được đo và tập hợp để xây dựng đồ thị phổ của tín hiệu. Ngược lại, phương pháp phổ nối tiếp chỉ sử dụng một bộ cộng hưởng duy nhất nhưng có thể điều chỉnh được. Nguyên lý hoạt động bao gồm một bộ trộn tần số, một bộ khuếch đại trung tần, và một bộ tạo sóng điều tần quét. Bộ tạo sóng điều tần tạo ra tín hiệu quét đồng bộ với sự dịch chuyển của tia điện tử trên máy hiện sóng (MHS), đồng thời điều chế tần số của sóng mang. Tín hiệu đầu vào được trộn với sóng mang này, và khi tần số hiệu trùng với tần số cộng hưởng của bộ khuếch đại trung tần, nó được xử lý và hiển thị. Quá trình quét tần số này cho phép xây dựng toàn bộ phổ của tín hiệu. Tài liệu nhấn mạnh tầm quan trọng của sự ổn định tần số trung tâm của bộ tạo sóng điều tần để đảm bảo độ chính xác của phép đo. Việc hiểu rõ cả hai kỹ thuật này là nền tảng để phân tích tín hiệu hiệu quả trong miền tần số, ứng dụng rộng rãi trong các ngành kỹ thuật.