Spectrum Analyzer in Hindi

Spectrum Analyzer in Hindi

Spectrum Analyzer (स्पेक्ट्रम विश्लेषक) या spectral analyzer (स्पेक्ट्रल विश्लेषक) एक उपकरण है, जिसका उपयोग पूर्ण आवृत्ति सीमा (full frequency range) के भीतर एक इनपुट सिग्नल के परिमाण की गणना करने के लिए किया जाता है। Spectrum Analyzer (स्पेक्ट्रम विश्लेषक) का मुख्य उद्देश्य “ज्ञात” और “अज्ञात” संकेतों के स्पेक्ट्रम की शक्ति को मापना है। माप के लिए स्पेक्ट्रम विश्लेषक में विद्युत संकेत का उपयोग इनपुट सिग्नल के रूप में किया जाता है। हालांकि, यह ट्रांसड्यूसर का उपयोग करके अन्य संकेतों जैसे ध्वनिक दबाव तरंगों या ऑप्टिकल प्रकाश तरंगों को उनके विद्युत संकेत में परिवर्तित कर सकता है।

Spectrum Analyzer (स्पेक्ट्रम विश्लेषक) क्षैतिज अक्ष पर आवृत्ति और ऊर्ध्वाधर अक्ष पर आयाम प्रदर्शित करता है। एक आकस्मिक पर्यवेक्षक (casual observer) के लिए एक Spectrum Analyzer (स्पेक्ट्रम विश्लेषक) एक ऑसिलोस्कोप (oscilloscope) की तरह लग सकता है। लेकिन वास्तव में यह उन प्रयोगशाला उपकरणों को छोड़कर अलग है जो ऑसिलोस्कोप (oscilloscope) या स्पेक्ट्रम विश्लेषक के रूप में काम कर सकते हैं।

Basic Concept

  • आवृत्ति के एक फलन के रूप में एक संकेत के ऊर्जा वितरण के अध्ययन को स्पेक्ट्रम विश्लेषण (spectrum analysis) कहा जाता है।
  • इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो CRO पर आवृत्ति के कार्य के रूप में ग्राफिक रूप से सिग्नल के ऊर्जा वितरण को दिखाता है, स्पेक्ट्रम विश्लेषक कहलाता है।
  • Spectrum Analyzer (स्पेक्ट्रम विश्लेषक) का अध्ययन निम्न के बारे में जानकारी देता है
  1. बैंडविड्थ
  2. मॉडुलन का प्रकार
  3. नकली सिग्नल जनरेशन
  4. मॉडुलन सूचकांक
  5. क्षीणन
  6. घटक स्तर
  • सामान्य ऑसिलोस्कोप (oscilloscope) के मामले में, सिग्नल को समय के एक फलन के रूप में प्लॉट किया जाता है यानी एम्पलीट्यूड बनाम टाइम प्लॉट प्राप्त किया जाता है। इस तरह के विश्लेषण को टाइम डोमेन विश्लेषण कहा जाता है, जबकि स्पेक्ट्रम विश्लेषक के मामले में, सिग्नल को आवृत्ति के कार्य के रूप में प्लॉट किया जाता है। इस विश्लेषण को फ़्रीक्वेंसी डोमेन विश्लेषण (frequency domain analysis) कहा जाता है।
  • स्पेक्ट्रम विश्लेषण दो समूहों में बांटा गया है:
  1. ऑडियो आवृत्ति (AF) विश्लेषण
  2. रेडियो फ्रीक्वेंसी (RF) विश्लेषण
  • RF स्पेक्ट्रम विश्लेषण में 10 मेगाहर्ट्ज से 40 गीगाहर्ट्ज की आवृत्ति रेंज शामिल होती है, और इसलिए यह अधिक महत्वपूर्ण है क्योंकि इसमें अधिकांश संचार, नेविगेशन, रडार और औद्योगिक उपकरण आवृत्ति बैंड शामिल हैं।

Block Diagram of Spectrum Analyzer (स्पेक्ट्रम विश्लेषक का ब्लॉक आरेख)

Spectrum Analyzer (स्पेक्ट्रम विश्लेषक) एक ऐसा उपकरण है, जो एक सुपरहेट्रोडाइन रेडियो रिसीवर (superheterodyne radio receiver) को एक स्वेप्ट फ़्रीक्वेंसी लोकल ऑसिलेटर और एक ऑसिलोस्कोप के साथ आयाम बनाम आवृत्ति का प्रदर्शन प्रस्तुत करने के लिए एक साथ लाता है। ब्लॉक आरेख में निम्न शामिल हैं:

  1. इनपुट मिक्सर
  2. स्वीप थरथरानवाला
  3. फ़िल्टर
  4. डिटेक्टर
  5. प्रदर्शन (सीआरटी)

  • उपरोक्त चित्र एक स्पेक्ट्रम विश्लेषक का एक सरल ब्लॉक आरेख दिखाता है।
  • आम तौर पर, माइक्रोवेव सिग्नल विश्लेषण के आरएफ के लिए, स्वेप्ट तकनीक (swept technique) को प्राथमिकता दी जाती है।
  • Spectrum Analyzer (स्पेक्ट्रम विश्लेषक) का मुख्य कार्य परीक्षण के तहत आवृत्ति स्पेक्ट्रम से आयाम बनाम आवृत्ति प्लॉट प्राप्त करना है।
  • Analyzer स्कैनिंग प्रकार और गैर-स्कैनिंग प्रकार के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। स्कैनिंग प्रकार के स्पेक्ट्रम विश्लेषक स्वेप्ट तकनीक का उपयोग करते हैं जबकि गैर स्कैनिंग प्रकार को वास्तविक समय स्पेक्ट्रम विश्लेषक कहा जाता है।
  • आरा-दाँत जनरेटर आरा-दाँत तरंग उत्पन्न करता है। यह आरा-दांत तरंग सीआरओ की क्षैतिज प्लेटों पर लागू होता है।
  • आरा-दाँत संकेत वोल्टेज ट्यून्ड स्थानीय थरथरानवाला पर भी लागू होता है। यह स्थानीय थरथरानवाला के आवृत्ति नियंत्रित तत्व के रूप में कार्य करता है।
  • जब आरा-टूथ सिग्नल को वोल्टेज ट्यून्ड लोकल ऑसिलेटर पर लागू किया जाता है, तो इसकी आवृत्ति fmin से fmax में बदल जाती है।
  • आरएफ इनपुट सिग्नल मिक्सर पर लागू होता है। वोल्टेज ट्यून्ड थरथरानवाला के आउटपुट का उपयोग मध्यवर्ती आवृत्ति उत्पन्न करने के लिए इनपुट सिग्नल के साथ बीट करने के लिए किया जाता है। यह IF घटक तब उत्पन्न होता है जब संबंधित घटक इनपुट सिग्नल में मौजूद होता है।
  • परिणामी IF सिग्नल डिटेक्टर और वीडियो एम्पलीफायर पर लागू होता है। घटक के अनुरूप IF को प्रवर्धित और पता लगाया जाता है और फिर इसे CRO की ऊर्ध्वाधर विक्षेपण प्लेटों पर लागू किया जाता है, जिससे आयाम बनाम आवृत्ति का एक प्लॉट तैयार होता है।

 

Real-Time Spectrum Analyzer (रीयल टाइम स्पेक्ट्रम विश्लेषक)

  • वास्तविक समय विश्लेषक गैर स्कैनिंग प्रकार का है।
  • इसका कार्य अपने स्पेक्ट्रम डिस्प्ले पर सभी इनपुट आवृत्तियों में परिवर्तन के प्रभाव को तुरंत प्रस्तुत करना है।
  • वास्तविक समय स्पेक्ट्रम विश्लेषक का उपयोग आरएफ या माइक्रोवेव आवृत्तियों पर नहीं किया जाता है।
  • इसका उपयोग ऑडियो फ्रीक्वेंसी पर किया जाता है।
  • इसमें 24 चैनल होते हैं। यह 50 हर्ट्ज से 10 किलोहर्ट्ज़ तक की सीमा को परिवर्तित करता है।

  • प्रत्येक चैनल में एक बैंडपास फिल्टर और आरएमएस डिटेक्टर होता है क्योंकि कई बैंडपास फिल्टर का उपयोग किया जाता है; इसे मल्टीफिल्टर रीयल टाइम स्पेक्ट्रम विश्लेषक कहा जाता है।
  • इलेक्ट्रॉनिक स्विच का उपयोग प्रत्येक फिल्टर के आउटपुट को क्रमिक रूप से स्कैन करने के लिए किया जाता है। इलेक्ट्रॉनिक स्विच आउटपुट स्कैनर से आउटपुट सीआरओ के वर्टिकल डिफ्लेक्टिंग प्लेट्स को दिया जाता है।
  • स्कैन जनरेटर एक आरा-दाँत आउटपुट प्रदान करता है। यह आउटपुट इलेक्ट्रॉनिक स्विच के साथ सिंक्रोनाइज़ होता है। स्कैन जेनरेटर से आउटपुट सीआरओ की हॉरिजॉन्टल डिफ्लेक्टिंग प्लेट्स को दिया जाता है।
  • इस विश्लेषक में प्रत्येक फिल्टर की बैंडविड्थ के भीतर सिग्नल के समग्र आयाम को फिल्टर की आवृत्ति रेंज के एक समारोह के रूप में प्रदर्शित किया जाता है।

Characteristics of Spectrum Analyzer (स्पेक्ट्रम विश्लेषक के लक्षण)

Frequency resolution and bandwidth (आवृत्ति संकल्प और बैंडविड्थ)

  • फ़्रिक्वेंसी रिज़ॉल्यूशन को स्पेक्ट्रम विश्लेषक की सिग्नल को अलग करने की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है जो आवृत्ति में बारीकी से दूरी पर हैं।
  • स्पेक्ट्रम विश्लेषक का संकल्प इसकी सबसे संकीर्ण IF बैंडविड्थ द्वारा सीमित है जैसे यदि सबसे संकीर्ण IF बैंडविड्थ 10 kHz है तो निकटतम किन्हीं दो संकेतों को हल किया जा सकता है जो 10 kHz है।

 

Sweep desensitization (स्वीप डिसेन्सिटाइजेशन)

  • स्पेक्ट्रम विश्लेषक में होने वाला यह प्रभाव सिग्नल की बहुत अधिक स्कैनिंग के कारण होता है। डिसेन्सिटाइजेशन के परिणामस्वरूप आयाम, अंशांकन, संवेदनशीलता और संकल्प में हानि होती है। इस प्रभाव का आसानी से पता लगाया जा सकता है और इसे ठीक किया जा सकता है।
  • इस समस्या से बचने के लिए, इस बात का ध्यान रखा जाना चाहिए कि स्कैन वेग Hz में IF फ़िल्टर के 3 dB बैंडविड्थ से अधिक न हो।

Sensitivity (संवेदनशीलता)

  • संवेदनशीलता स्पेक्ट्रम विश्लेषक की छोटे संकेतों को मापने की क्षमता है जैसे कि वे जो अपने आंतरिक रूप से उत्पन्न शोर से निर्धारित होते हैं।
  • शोर का आंकड़ा कम आवृत्ति पर 25 डीबी से 12 गीगाहर्ट्ज पर 40 डीबी तक भिन्न होता है।
  • विभिन्न बैंडविंडों में शोर के आंकड़ों और थर्मल शोर के स्तर से, स्पेक्ट्रम विश्लेषक की संवेदनशीलता निर्धारित की जा सकती है।

Dynamic Range (गतिशील सीमा)

  • यह स्पेक्ट्रम विश्लेषक की क्षमता है कि वह एक साथ छोटे और बड़े संकेतों के वास्तविक स्पेक्ट्रा को प्रदर्शित कर सके।
  • इसे सिग्नल स्तर से शोर स्तर के अनुपात के रूप में भी परिभाषित किया जाता है, सिग्नल स्तर पर जहां नकली विरूपण उत्पाद प्रदर्शन के शोर स्तर से ऊपर दिखाई देने लगते हैं।
  • स्पेक्ट्रम विश्लेषक की गतिशील रेंज आम तौर पर 60 डीबी से 70 डीबी तक भिन्न होती है।

 

Application (उपयोग)

Spectrum Analyzer (स्पेक्ट्रम विश्लेषक) का उपयोग निम्न के लिए किया जाता है:

  1. इसका उपयोग सिग्नल स्रोतों की वर्णक्रमीय शुद्धता की जांच के लिए किया जाता है।
  2. स्थानीय विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) समस्याओं के मूल्यांकन के लिए।
  3. रेडियो रिसीविंग या ट्रांसमिटिंग उपकरण स्थापित करने से पहले साइट सर्वेक्षण करें।
  4. टेस्ट ट्रांसमीटर।
  5. हस्ताक्षर का विश्लेषण करें।
  6. एक पैरामीट्रिक एम्पलीफायर ट्यूनिंग के लिए।
  7. एंटीना पैटर्न का मापन।
  8. आरएफ इंटरफ़ेस परीक्षण।

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