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傳統(tǒng)的掃描調(diào)諧式頻譜分析是一個模擬系統(tǒng);而VSA基本上是一個使用數(shù)字數(shù)據(jù)和數(shù)學(xué)算法來進行數(shù)據(jù)分析的數(shù)字系統(tǒng)。VSA軟件可以接收并分析來自許多測量前端的數(shù)字化數(shù)據(jù)，使您的故障診斷可以貫穿整個系統(tǒng)框圖。圖1.矢量信號分析過程要求輸入信號是一個被數(shù)字化的模擬信號，然后使用DSP技術(shù)處理并提供數(shù)據(jù)輸出;FFT算法計算出頻域結(jié)果，解調(diào)算法計算出調(diào)制和碼域結(jié)果。VSA的一個重要特性是它能夠測量和處理復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，即幅度和相位信息。實際上，它之所以被稱為“矢量信號分析”正是因為它采集復(fù)數(shù)輸入數(shù)據(jù)，分析復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，并輸出包含幅度和相位信息的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)果。矢量調(diào)制分析執(zhí)行測量的基本功能。在下一篇“矢量調(diào)制分析基礎(chǔ)”中。
您將了解到矢量調(diào)制與檢波的概念。在使用適當(dāng)前端的情況下，VSA可以覆蓋射頻和微波頻段，并能提供額外的調(diào)制域分析能力。這些改進可以通過數(shù)字技術(shù)來實現(xiàn)，例如模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換，以及包含數(shù)字中頻(IF)技術(shù)和快速傅立葉變換(FFT)分析的DSP。因為要分析的信號變得越來越復(fù)雜，一代的信號分析儀已經(jīng)過渡到數(shù)字架構(gòu)，并且往往具有許多矢量信號分析和調(diào)制分析的能力。有些分析儀在對信號進行放大，或進行一次或多次下變頻之后，就在儀器的輸入端數(shù)字化信號。在大部分現(xiàn)代分析儀中，相位連同幅度信息都被保留以進行真正的矢量測量。另一方面，其它的前端如示波器和邏輯分析儀等對整個信號進行數(shù)字化，同時也保留了相位和幅度信息。VSA無論作為合成的測量前端的一部分。
還是單獨在內(nèi)部運行或在與前端相連的計算機上運行的軟件，它的分析能力都依賴于前端的處理能力，無論前端是綜合測量專用軟件，還是矢量分析測量動態(tài)信號并產(chǎn)生復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)果。VSA相比模擬掃描調(diào)諧分析有著獨特的優(yōu)勢。一個主要的優(yōu)勢是它能夠更好地測量動態(tài)信號。動態(tài)信號通常分為兩大類:時變信號或復(fù)數(shù)調(diào)制信號。時變信號是指在單次測量掃描過程中，被測特性發(fā)生變化的信(例如突發(fā)、門限、脈沖或瞬時信)。復(fù)數(shù)調(diào)制信號不能用簡單的AM、FM或PM調(diào)制單獨描述，包含了數(shù)字通信中大多數(shù)調(diào)制方案，例如正交幅度調(diào)制(QAM)。掃描調(diào)諧分析顯示了一個窄帶IF濾波器對輸入信號的瞬時響應(yīng)。矢量分析使用FFT將大量時域采樣轉(zhuǎn)換到頻域頻譜。
傳統(tǒng)的掃描頻譜分析實際上是讓一個窄帶濾波器掃過一系列頻率，按順序每次測量一個頻率。對于穩(wěn)定或重復(fù)信號，這種掃描輸入的方法是可行的，然而對掃描期間發(fā)生變化的信號，掃描結(jié)果就不能地代表信號了。還有，這種技術(shù)只能提供標量(僅有幅度)信息，不過有些信號特征可以通過進一步分析頻譜測量結(jié)果推導(dǎo)得出。VSA測量過程通過信號“快照”或時間記錄，然后同時處理所有頻率，以仿真一系列并聯(lián)濾波器從而克服了掃描局限。例如，如果輸入的是瞬時信號，那么整個信號被捕獲(意味著該時刻信號的所有信息都被捕獲和數(shù)字化);然后經(jīng)過FFT運算，得出“瞬時”復(fù)數(shù)頻譜對頻率的關(guān)系。這一過程是實時進行的，所以就不會丟失輸入信號的任何部分。
基于這些，VSA有時又稱為“動態(tài)信號分析”或“實時信號分析”。不過，VSA跟蹤快速變化的信號的能力并不是無限制的。它取決于VSA所具有的計算能力。并行處理為高分辨率(窄分辨率帶寬)測量帶來另一個潛在的優(yōu)勢：那就是更短的測量時間。如果你曾經(jīng)使用過掃描調(diào)諧頻譜分析儀，就會知道在較小小頻率掃寬下的窄分辨率帶寬(RBW)測量可能非常耗時。掃描調(diào)諧分析儀對逐點頻率進行掃描的速度要足夠慢以使模擬分辨率帶寬濾波器有足夠的建立時間。與之相反，VSA可以測量整個頻率掃寬。不過，由于數(shù)字濾波器和DSP的影響，VSA也有類似的建立時間。與模擬濾波器相比，VSA的掃描速度主要受限于數(shù)據(jù)采集和數(shù)字處理的時間。但是，VSA的建立時間與模擬濾波器的建立時間相比通常是可以忽略不計的。
對于某些窄帶測量，VSA的測量速度可以比傳統(tǒng)的掃描調(diào)諧分析快1000倍。在掃描調(diào)諧頻譜分析中，掃描濾波器的物理帶寬限制了頻率分辨率。VSA沒有這一限制。VSA能夠分辨間隔小于100μHz的信號。VSA的分辨率通常受限于信號和測量前端的頻率穩(wěn)定度，以及在測量上希望花費的時間的限制。分辨率越高，測量信號所需要的時間(獲得要求的時間記錄長度)就越長。另一個極為有用的特性是時間捕獲能力。它使你可以完整無缺地記錄下實際信號并在以后重放，以便進行各種數(shù)據(jù)分析。捕獲的信號可用于各種測量。例如，捕捉一個數(shù)字通信的發(fā)射信號，然后既進行頻譜分析也進行矢量調(diào)制分析，以測量信號質(zhì)量或識別信號缺損。使用數(shù)字信號處理(DSP)還帶來其它優(yōu)勢；
常被稱為感溫器。熱電偶溫度計：熱電偶溫度計是由兩條不同金屬連接著一個靈敏的電壓計所組成。金屬接點在不同的溫度下，會在金屬的兩端產(chǎn)生不同的電位差。電位差非常微小，故需靈敏的電壓計才能測得。由電壓計的讀數(shù)，便可知道溫度為何。光測高溫計：物體溫度若高到會發(fā)出大量的可見光時，便可利用測量其熱輻射的多寡以決定其溫度，此種溫度計即為光測溫度計。此溫度計主要是由裝有紅色濾光鏡的望遠鏡及一組帶有小燈泡、電流計與可變電阻的電路制成。使用前，先建立燈絲不同亮度所對應(yīng)溫度與電流計上的讀數(shù)的關(guān)系。使用時，將望遠鏡對正待測物，調(diào)整電阻，使燈泡的亮度與待測物相同，這時從電流計便可讀出待測物的溫度了。通過電腦操控，結(jié)合溫室內(nèi)由溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器等組成的物聯(lián)網(wǎng)采集器。
不僅可以自動監(jiān)測棚室的溫度、濕度，還實現(xiàn)了水肥一體化的自動定量供給、病蟲害遠程診斷等，立體化、多功能、的數(shù)字化管理系統(tǒng)大顯身手。作為整個園區(qū)基地的大腦，在園區(qū)溫室大棚的電腦機房控制室內(nèi)，桌子上的電腦屏幕上，每個溫室大棚里的溫度、空氣濕度、二氧化碳濃度、土壤水分的數(shù)據(jù)都在實時更新著。這些大大小小的數(shù)據(jù)，便是通過溫濕度、二氧化碳傳感器等從各個大棚向這里匯集的。每個棚該不該通風(fēng)、何時適合澆水施肥、需要用多少量，都可以通過這些數(shù)據(jù)來判斷。在園區(qū)葡萄大棚2號區(qū)塊，溫室中間的位置懸掛著一個白色的盒子。這個盒子叫智能溫室物聯(lián)網(wǎng)采集器，上面便安裝了空氣溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、土壤水分傳感器等多種信息采集設(shè)備。
通過傳感器的信息采集，農(nóng)民能夠隨時得到的大棚數(shù)據(jù)，然后根據(jù)電腦顯示，輕點鼠標就可以實現(xiàn)自動澆水、施肥，十分方便。據(jù)負責(zé)該大棚種植的農(nóng)民稱，他們在以前靠的是兩條腿在大棚間來回跑，觀察懸掛在棚內(nèi)的溫度計、濕度計上的數(shù)字，然后開、關(guān)一個個閥門，還得逐個施肥，兩個人管理一個棚都忙得喘不過氣來。目前，有了這種智能自動化裝置，現(xiàn)在一個人管兩個大棚也變得輕輕起來。另外，同傳統(tǒng)的大水漫灌式的用水量大、水資源浪費的傳統(tǒng)方式相比，這一花費86萬元安裝的水肥一體智能澆灌系統(tǒng)，能夠根據(jù)作物不同的生長期，采用膜下微灌技術(shù)直接對作物根部用水，既保證了作物用水需求，又省工節(jié)水。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民稱，以前澆水施肥全憑感覺和經(jīng)驗，現(xiàn)在實現(xiàn)了實時定量。
把關(guān)，不僅節(jié)約了水肥的使用，還減少了病蟲害。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機機房成了各大企業(yè)不可缺少的重要組成部分，計算機設(shè)備尤其是交換機等設(shè)備對機房的溫度、濕度有著較高的要求。一旦機房環(huán)境設(shè)備出現(xiàn)故障，就會影響到計算機系統(tǒng)的運行，對數(shù)據(jù)傳輸、存儲及系統(tǒng)運行的可靠性構(gòu)成威脅，如嚴重又不能及時處理，就可能損壞硬件設(shè)備，造成嚴重后果。對于像銀行、等需要實時交換數(shù)據(jù)的單位機房，機房管理更為重要，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，造成的經(jīng)濟損失更是不可估量。溫度偏高，易使機器散熱不暢，使晶體管的工作參數(shù)產(chǎn)生漂移，影響電路的穩(wěn)定性和可靠性，嚴重時還可造成元器件的擊穿損壞（通信設(shè)備在長期運行工作期間，機器溫度控制在18℃～25℃之間較為適宜。
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反符合電路有選通特性，輸入脈沖只有一路進入時，便輸出一個脈沖，否則電路無脈沖輸出。于是整個電路只選取了脈沖高度在U和U+△U的信號進行計數(shù)。如果設(shè)定△U值，逐漸變換U并讀出計數(shù)值，便可獲得γ射線在晶體內(nèi)所失出的能量分布狀態(tài)，即能譜。其中U稱閾電壓，△U稱窗電壓或窗寬。多道分析器多道分析器的基本組成部分是模-數(shù)變換器ADC和存儲器。每個存儲單元都是一個獨立的計數(shù)器。進入分析器的所有脈沖按多路定標方式以幅度大小安排在各個存儲單元中計數(shù)，直到全部存儲器都被尋址為止。
這種工作方式的凈效應(yīng)就是提供和分析器道數(shù)相等數(shù)量的一些獨立的計數(shù)器進行脈沖高度分析計數(shù)，各計數(shù)器再把每一順序時間間隔內(nèi)的總計數(shù)記錄下來，完成多路定標的脈沖高度多道分析。γ能譜分析γ射線可以通過光電吸收康普頓散射電子對產(chǎn)生三種機制與物質(zhì)發(fā)生作用。NaITl等閃爍體可以將作用時損失的能量在能譜儀中記錄下來。能譜的橫坐標為脈沖高度，縱坐標為一定時間內(nèi)所測到的各個脈沖高度在一定寬度范圍內(nèi)的頻數(shù)。能譜中高峰部位是由光電吸收而形成的光電峰，又稱全能峰，是放射性核素的標識峰。
能譜中占份額較大的是康普頓坪。高能γ射線還會形成電子對產(chǎn)生的逃逸峰。峰的面積和γ射線的強度成正比，γ能譜分析就是根據(jù)能譜中各標識峰面積的相對比例來測定樣品中放射性的組成，因此根據(jù)峰的位置和面積可對放射性核素進行定性和定量分析。γ-輻射計數(shù)器工作原理γ輻射計數(shù)器主要用于II等以及能量在KeV以下γ或X放射線的探測。γ-輻射計數(shù)器以NaI，并摻入少量的鉈晶體為探測元件。使用鉈的晶體對γ輻射的吸收高，熒光產(chǎn)額高，時間分辨能力強。
當(dāng)樣品位于晶體井內(nèi)時，晶體吸收I釋放的γ射線能量后，使閃爍晶體處于受激狀態(tài)，受激的原子或分子在退激過程中將以閃光形式釋放能量。晶體發(fā)出這一短暫的閃光稱為光脈沖。光脈沖照射到光電倍增管的光陰極，打擊出光電子，再經(jīng)打拿極逐級放大，后在光電倍增管的陽極獲得電脈沖。系統(tǒng)組成整機可分作采樣部分和數(shù)據(jù)處理部分。采樣部分由探頭換樣裝置高低壓電源放大器及單道組成。數(shù)據(jù)處理部分由接口計算機輸入輸出裝置等組成。使用中應(yīng)注意的問題γ儀的機器效率一般用I標準源其放射性活度用dpm為單位表示由儀器制造廠提供。
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