Duyuların yoğunluğu yalnızca uyarının gücüne ve reseptörün adaptasyon seviyesine değil, aynı zamanda diğer duyu organlarını o anda etkileyen uyaranlara da bağlıdır. Diğer duyu organlarının tahrişinin etkisi altında analizörün duyarlılığındaki değişikliğe denir. duyu etkileşimi.
Tüm analiz sistemlerimiz birbirini az ya da çok etkileme kapasitesine sahiptir. Bu durumda, adaptasyon gibi duyuların etkileşimi de iki zıt süreçte kendini gösterir: hassasiyette artış ve azalma. Buradaki genel kalıp, zayıf uyaranların etkileşimleri sırasında analizörlerin hassasiyetini artırması ve güçlü olanların ise azaltmasıdır. Analizörlerin ve egzersizin etkileşimi sonucu artan hassasiyete denir. duyarlılık.
Duyuların etkileşiminin fizyolojik mekanizması, analizörlerin merkezi bölümlerinin temsil edildiği serebral kortekste ışınlama ve uyarma konsantrasyonu süreçleridir. IP Pavlov'a göre, zayıf bir uyaran serebral kortekste kolayca yayılan (yayılan) bir uyarma sürecine neden olur. Uyarma işleminin ışınlanması sonucunda diğer analizörün duyarlılığı artar.
Güçlü bir uyarana maruz kaldığında, tam tersine konsantre olma eğiliminde olan bir uyarılma süreci meydana gelir. Karşılıklı indüksiyon yasasına göre bu, diğer analizörlerin merkezi bölümlerinde engellemeye ve ikincisinin duyarlılığında azalmaya yol açar. Analizörlerin hassasiyetindeki değişiklik, ikinci sinyal uyaranlarına maruz kalınmasından kaynaklanabilir. Böylece, test deneğine "limon gibi ekşi" kelimelerinin sunulmasına yanıt olarak gözlerin ve dilin elektriksel hassasiyetinde değişiklikler olduğuna dair kanıtlar elde edildi. Bu değişiklikler, dilin limon suyuyla tahriş edilmesi durumunda gözlemlenenlere benzerdi.
Duyu organlarının duyarlılığındaki değişim kalıplarını bilerek, şunları yapabilirsiniz:
bir veya başka bir reseptörü hassaslaştırmak için özel olarak seçilmiş yan uyaranları kullanarak, yani. duyarlılığını artırın. Egzersiz sonucunda da hassasiyet elde edilebilir. Örneğin müzikle uğraşan çocuklarda perde işitmesinin nasıl geliştiği bilinmektedir.
Duyguların etkileşimi, sinestezi adı verilen başka bir fenomen türünde kendini gösterir. Sinestezi- bu, bir analizörün tahrişinin etkisi altında, başka bir analizörün duyum karakteristiğinin ortaya çıkmasıdır. Sinestezi çok çeşitli duyularda gözlenir. En yaygın olanı, kişinin ses uyaranlarına maruz kaldığında görsel görüntüler deneyimlediği görsel-işitsel sinestezidir. Bireyler arasında bu sinestezilerde örtüşme yoktur, ancak bireyler arasında oldukça tutarlıdırlar. Bazı bestecilerin (N. A. Rimsky-Korsakov, A. I. Scriabin vb.) renkli işitme yeteneğine sahip olduğu bilinmektedir.
Sinestezi olgusu, son yıllarda sesli görüntüleri renkli olanlara dönüştüren renkli müzik cihazlarının yaratılmasının ve renkli müzikle ilgili yoğun araştırmaların temelini oluşturuyor. Daha az yaygın olanı, görsel uyaranlara maruz kaldığında ortaya çıkan işitsel duyumlar, işitsel uyaranlara yanıt olarak tat alma duyuları vb. Oldukça yaygın olmasına rağmen tüm insanlarda sinestezi yoktur. Hiç kimse "keskin tat", "gösterişli renk", "tatlı sesler" vb. ifadelerin kullanılma olasılığından şüphe duymuyor. Sinestezi fenomeni, insan vücudunun analiz sistemlerinin sürekli birbirine bağlı olduğunun, bütünlüğünün bir başka kanıtıdır. nesnel dünyanın duyusal yansıması ( T.P. Zinchenko'ya göre).
Analizörlerin mutlak eşik değerleriyle belirlenen hassasiyeti sabit değildir ve aralarında adaptasyon olgusunun özel bir yer tuttuğu bir dizi fizyolojik ve psikolojik koşulun etkisi altında değişir.
Adaptasyon veya adaptasyon Bir uyaranın etkisi altında duyuların hassasiyetinde meydana gelen değişikliktir. Bu fenomenin üç türü ayırt edilebilir. Duygunun tamamen ortadan kalkması olarak adaptasyon uyaranın uzun süreli etkisi sırasında. Örneğin, ciltte hafif bir ağırlık hissedilmez hale gelir. Adaptasyon, güçlü bir uyaranın etkisi altında duyuların donuklaşmasıyla ifade edilen, açıklanana yakın başka bir fenomen olarak da adlandırılır.. Tanımlanan iki adaptasyon türü şu terimle birleştirilebilir: Negatif adaptasyonçünkü sonuç olarak analizörlerin hassasiyetini azaltırlar. Son olarak adaptasyon denir Zayıf bir uyaranın etkisi altında artan hassasiyet. Belirli duyum türlerinin özelliği olan bu tür adaptasyon, olumlu adaptasyon olarak tanımlanabilir.
Duyguların kontrastı Bu, bir ön veya eşlik eden uyaranın etkisi altında duyuların yoğunluğunda ve kalitesinde bir değişikliktir. İki uyaranın eşzamanlı etkisi durumunda eşzamanlı bir kontrast meydana gelir. Bu kontrast görsel duyumlarda izlenebilir. Aynı şekil siyah zemin üzerinde daha açık, beyaz zemin üzerinde ise daha koyu görünmektedir. Kırmızı bir arka plana karşı yeşil bir nesne daha doygun görünür. Sıralı kontrast olgusu da iyi bilinmektedir. Soğuk bir uyaranın ardından zayıf bir sıcak uyaran sıcak görünür. Ekşilik hissi tatlılara karşı hassasiyeti arttırır.
Hassaslaştırma. Analizörlerin ve egzersizin etkileşimi sonucu artan hassasiyete duyarlılık denir. Duyu organlarının hassasiyetindeki değişim kalıplarını bilerek, özel olarak seçilmiş yan uyaranları kullanarak bir veya başka bir reseptörü hassaslaştırmak, yani hassasiyetini arttırmak mümkündür. Egzersiz sonucunda da hassasiyet elde edilebilir. Örneğin müzikle uğraşan çocuklarda perde işitmesinin nasıl geliştiği bilinmektedir.
Sinestezi. Duyguların etkileşimi, sinestezi adı verilen başka bir fenomen türünde kendini gösterir. Sinestezi, bir analizörün uyarılmasının etkisi altında, başka bir analizörün duyum karakteristiğinin ortaya çıkmasıdır. Sinestezi çok çeşitli duyularda gözlenir. En yaygın olanı, kişinin ses uyaranlarına maruz kaldığında görsel görüntüler deneyimlediği görsel-işitsel sinestezidir.
Adaptasyon veya adaptasyon, bir uyaranın etkisi altında duyuların duyarlılığındaki bir değişikliktir.
Bu fenomenin üç türü ayırt edilebilir.
1. Bir uyaranın uzun süreli etkisi sırasında duyunun tamamen ortadan kalkması olarak adaptasyon. Sürekli uyaran durumunda duyum kaybolma eğilimindedir. Örneğin, ciltte hafif bir ağırlık hissedilmez hale gelir. Yaygın bir gerçek, hoş olmayan bir kokuya sahip bir atmosfere girdikten kısa süre sonra koku alma duyusunun belirgin bir şekilde ortadan kaybolmasıdır. İlgili maddenin ağızda bir süre tutulması halinde tat duyusunun yoğunluğu zayıflar ve sonunda duyu tamamen kaybolabilir.
Görsel analizörün tam adaptasyonu, sabit ve hareketsiz bir uyaranın etkisi altında gerçekleşmez. Bu, reseptör aparatının kendisinin hareketlerinden dolayı uyaranın hareketsizliğinin telafi edilmesiyle açıklanmaktadır. Sürekli istemli ve istemsiz göz hareketleri görme duyusunun sürekliliğini sağlar. Görüntüyü retinaya göre stabilize etmek için koşulların yapay olarak oluşturulduğu1 deneyler, görsel duyunun başlangıcından 2-3 saniye sonra kaybolduğunu gösterdi; tam uyum sağlanır.
2. Adaptasyon, güçlü bir uyaranın etkisi altında duyuların donuklaşmasıyla ifade edilen, açıklanana yakın başka bir fenomen olarak da adlandırılır. Örneğin elinizi soğuk suya batırdığınızda sıcaklık uyarısının neden olduğu hissin yoğunluğu azalır. Loş bir odadan aydınlık bir ortama geçtiğimizde, başlangıçta kör oluruz ve çevremizdeki hiçbir ayrıntıyı fark edemeyiz. Bir süre sonra görsel analizörün hassasiyeti keskin bir şekilde azalır ve normal görmeye başlarız. Yoğun ışık uyarımı altında göz hassasiyetindeki bu azalmaya ışık adaptasyonu denir.
Tanımlanan iki adaptasyon türü negatif adaptasyon terimi ile birleştirilebilir, çünkü sonuç olarak analizörlerin hassasiyetini azaltırlar.
3. Adaptasyon, zayıf bir uyaranın etkisi altında hassasiyetin artmasıdır. Belirli duyum türlerinin özelliği olan bu tür adaptasyon, olumlu adaptasyon olarak tanımlanabilir.
Görsel analizörde bu, karanlıkta kalmanın etkisi altında gözün hassasiyetinin arttığı karanlık bir adaptasyondur. İşitsel adaptasyonun benzer bir biçimi sessizliğe adaptasyondur.
Hangi uyaranın (zayıf veya güçlü) reseptörleri etkilediğine bağlı olarak duyarlılık seviyesinin uyarlanabilir düzenlenmesi büyük biyolojik öneme sahiptir. Adaptasyon, duyu organlarının zayıf uyaranları tespit etmesine yardımcı olur ve olağandışı güçlü etkiler durumunda duyu organlarını aşırı tahrişten korur.
Adaptasyon olgusu, bir uyarana uzun süre maruz kalma sırasında reseptörün işleyişinde meydana gelen çevresel değişikliklerle açıklanabilir. Böylece ışığın etkisi altında retinanın çubuklarında bulunan görsel morun ayrıştığı bilinmektedir. Karanlıkta ise tam tersine görsel mor yenilenir ve bu da hassasiyetin artmasına neden olur. Adaptasyon olgusu aynı zamanda analizörlerin merkezi bölümlerinde meydana gelen süreçlerle de açıklanmaktadır. Uzun süreli stimülasyon ile serebral korteks, dahili koruyucu inhibisyonla yanıt vererek duyarlılığı azaltır. İnhibisyonun gelişimi, diğer odakların uyarılmasının artmasına neden olur ve bu da yeni koşullarda duyarlılığın artmasına katkıda bulunur.
Duyuların yoğunluğu yalnızca uyarının gücüne ve reseptörün adaptasyon seviyesine değil, aynı zamanda diğer duyu organlarını o anda etkileyen uyaranlara da bağlıdır. Diğer duyuların tahrişinin etkisi altında analizörün duyarlılığındaki değişikliğe duyuların etkileşimi denir.
Literatürde, duyuların etkileşiminden kaynaklanan hassasiyetteki değişikliklere ilişkin çok sayıda olgu anlatılmaktadır. Böylece görsel analizörün duyarlılığı işitsel uyarının etkisi altında değişir.
Zayıf ses uyaranları görsel analizörün renk hassasiyetini artırır. Aynı zamanda örneğin bir uçak motorunun yüksek gürültüsü işitsel uyaran olarak kullanıldığında gözün ayırt edici duyarlılığında keskin bir bozulma olur.
Belirli koku uyaranlarının etkisi altında görsel hassasiyet de artar. Ancak kokunun belirgin bir olumsuz duygusal çağrışımıyla birlikte görsel hassasiyette bir azalma gözlenir. Benzer şekilde zayıf ışık uyaranlarıyla işitsel duyular artar, yoğun ışık uyaranlarına maruz kalmak ise işitsel duyarlılığı kötüleştirir. Zayıf ağrılı uyaranların etkisi altında görsel, işitsel, dokunsal ve koku alma hassasiyetinin arttığına dair bilinen gerçekler vardır.
Herhangi bir analizörün hassasiyetinde bir değişiklik, diğer analizörlerin eşik altı uyarılmasıyla da gözlemlenir. Yani, P.P. Lazarev (1878-1942), ultraviyole ışınlarıyla cilt ışınlamasının etkisi altında görsel hassasiyette bir azalma olduğuna dair kanıt elde etti.
Dolayısıyla tüm analiz sistemlerimiz birbirini az ya da çok etkileyebilecek kapasitededir. Bu durumda, adaptasyon gibi duyuların etkileşimi de iki zıt süreçte kendini gösterir: hassasiyette artış ve azalma. Buradaki genel kalıp, zayıf uyaranların etkileşimleri sırasında analizörlerin hassasiyetini artırması ve güçlü olanların ise azaltmasıdır.
Duyguların etkileşimi, sinestezi adı verilen başka bir fenomen türünde kendini gösterir. Sinestezi, bir analizörün uyarılmasının etkisi altında, başka bir analizörün duyum karakteristiğinin ortaya çıkmasıdır. Sinestezi çok çeşitli duyularda gözlenir. En yaygın olanı, kişinin ses uyaranlarına maruz kaldığında görsel görüntüler deneyimlediği görsel-işitsel sinestezidir. Bu sinestezilerde bireyler arasında bir örtüşme yoktur, ancak bireyler arasında oldukça tutarlıdırlar.
Sinestezi olgusu, son yıllarda sesli görüntüleri renkli görüntülere dönüştüren renkli müzik cihazlarının yaratılmasının temelini oluşturmaktadır. Daha az yaygın olanı, görsel uyaranlara maruz kaldığında ortaya çıkan işitsel duyumlar, işitsel uyaranlara yanıt olarak tat alma duyuları vb. Oldukça yaygın olmasına rağmen tüm insanlarda sinestezi yoktur. Sinestezi olgusu, insan vücudunun analitik sistemlerinin sürekli birbirine bağlılığının, nesnel dünyanın duyusal yansımasının bütünlüğünün bir başka kanıtıdır.
Analizörlerin ve egzersizin etkileşimi sonucu artan hassasiyete duyarlılık denir.
Duyuların etkileşiminin fizyolojik mekanizması, analizörlerin merkezi bölümlerinin temsil edildiği serebral kortekste ışınlama ve uyarma konsantrasyonu süreçleridir. I.P.'ye göre. Pavlov'a göre zayıf bir uyaran, serebral kortekste kolayca ışınlanan (yayılan) bir uyarma sürecine neden olur. Uyarma işleminin ışınlanması sonucunda diğer analizörün duyarlılığı artar. Güçlü bir uyarana maruz kaldığında, tam tersine konsantre olma eğiliminde olan bir uyarılma süreci meydana gelir. Karşılıklı indüksiyon yasasına göre bu, diğer analizörlerin merkezi bölümlerinde engellemeye ve ikincisinin duyarlılığında azalmaya yol açar.
Çevremizdeki dış dünyanın durumu hakkında bize bilgi veren çeşitli duyu organları, gösterilen olgulara az ya da çok doğrulukla duyarlı olabilir.
Duyu organlarımızın duyarlılığı çok geniş sınırlar içerisinde değişebilmektedir. Duyarlılık değişkenliğinin iki ana biçimi vardır; bunlardan biri çevresel koşullara bağlıdır ve adaptasyon olarak adlandırılır, diğeri ise vücudun durumunun koşullarına bağlıdır ve duyarlılaşma olarak adlandırılır.
Adaptasyon– analizörün uyarana uyarlanması. Karanlıkta görüşümüzün keskinleştiği, güçlü ışıkta ise hassasiyetinin azaldığı bilinmektedir. Karanlıktan aydınlığa geçişte bu durum gözlemlenebilir: Kişinin gözü ağrımaya başlar, kişi geçici olarak “körleşir”.
Hassasiyet seviyesini etkileyen en önemli faktör analizörlerin etkileşimidir. Hassaslaştırma– bu, analizörlerin ve egzersizin etkileşimi sonucu hassasiyette bir artıştır. Araba sürerken bu fenomenden yararlanılmalıdır. Bu nedenle, yan tahriş edici maddelerin zayıf etkisi (örneğin yüzü, elleri, başın arkasını soğuk suyla silmek veya askorbik asit gibi tatlı ve ekşi bir tableti yavaşça çiğnemek) gece görüşünün hassasiyetini artırır ki bu da çok önemlidir. karanlıkta araba sürerken önemlidir.
Farklı analizörlerin farklı uyarlanabilirlikleri vardır. Acı hissi vücutta bir sorun sinyali olduğundan, önemli biyolojik öneme sahip olan acı hissine neredeyse hiçbir insan adaptasyonu yoktur.
İşitme organlarının adaptasyonu çok daha hızlı gerçekleşir. İnsan işitmesi 15 saniye içinde çevredeki arka plana uyum sağlar. Dokunma duyusunda da hızlı bir şekilde hassasiyet değişikliği meydana gelir (cilde hafif bir dokunuşun algılanması birkaç saniye sonra sona erer).
Analizörlerin sürekli yeniden uyarlanmasıyla ilişkili çalışma koşullarının hızlı yorulmaya neden olduğu bilinmektedir. Örneğin, yol aydınlatması değişen bir otoyolda karanlıkta araba kullanmak.
Araba kullanırken gürültü ve titreşim gibi faktörlerin duyular üzerinde daha belirgin ve sürekli bir etkisi vardır.
Sürekli gürültü (ve araba hareket halindeyken oluşan gürültü genellikle sabittir) işitme organları üzerinde olumsuz etkiye sahiptir. Ayrıca gürültünün etkisi altında motor reaksiyonun gizli süresi uzar, görsel algı azalır, alacakaranlık görüşü zayıflar, vestibüler aparatın hareket ve fonksiyonlarının koordinasyonu bozulur ve erken yorgunluk meydana gelir.
Duyu hassasiyetindeki değişiklikler de kişinin yaşıyla birlikte değişir. 35 yaşından sonra görme keskinliği ve adaptasyonu genellikle azalır, işitme bozulur. Her ne kadar birçok sürücü bunu zayıf aydınlatmaya ve zayıf farlara bağlasa da, gözlerinin eşit derecede iyi görmediği tartışılmaz bir gerçektir. Yaşlandıkça, sadece daha kötü görmekle kalmaz, aynı zamanda daha kolay kör olurlar ve görüş alanları daha sık daralır.
Şimdi alkolün ve diğer psikoaktif ve tıbbi ilaçların insanın zihinsel aktivitesi üzerindeki etkisini ele alalım.
Uyku hapları, sedatifler, antidepresanlar, antikonvülzanlar (fenobarbital) ve antialerjik ilaçlar (pipolfen, tavegil, suprastin) alındığında uyuşukluk, baş dönmesi, dikkat azalması ve tepki süresi ortaya çıkar. Zararsız öksürük veya baş ağrısı ilaçları, merkezi sinir sistemi üzerinde baskılayıcı bir etkiye sahip olabilir, dikkati azaltabilir ve reaksiyon hızını yavaşlatabilir. Öncelikle bunlar kodein içeren ilaçlardır (tramadol, tramalt, geciktirici, pentalgin, spasmoveralgin, sedalgin).
Bu nedenle direksiyona geçmeden önce sürücünün alacağı ilaca ilişkin talimatları dikkatlice incelemelisiniz.
Şimdi alkolün sürüş üzerindeki etkisini ele alalım. Her ne kadar Trafik Kuralları sarhoşken araç kullanmayı yasaklasa da ülkemizde ne yazık ki sarhoşluk testinin eylemlerinin ve/veya sonuçlarının doğruluğundan şüphe etme yönünde güçlü bir gelenek bulunmaktadır. “Ben normalim” zannına kapılan sürücü sarhoş bir şekilde direksiyona geçiyor ve hem kendisini hem de diğer insanları tehlikeye atıyor.
Böylece, çalışmalar oldukça küçük dozlarda alkolden bile sinir sisteminde önemli işlev bozuklukları olduğunu ortaya çıkardı. Nesnel olarak, bira da dahil olmak üzere çok küçük dozlarda alkolden tüm duyu organlarının fonksiyonlarında gözle görülür bir zayıflama tespit edilmiştir.
Ortalama bir dozun, yani bir ila bir buçuk bardak votkanın etkisi altında, motor önce hızlanır, sonra yavaşlar. Sarhoş bir insanın kolayca kaybettiği bir diğer duygu da korku duygusudur.
Ayrıca sıcaklık 5° düştüğünde alkolün zararlı etkilerinin neredeyse on kat arttığını da unutmamak gerekiyor! Ancak insanlar alkolün ısıtıcı bir etkisi olduğundan eminler ve donmuş bir kişi için güçlü bir şeyden bir yudum almanın en iyi ilaç olduğuna inanıyorlar.
Dolayısıyla görme, duyma ve hissetme yeteneğimiz aşina olduğumuz birçok şeyden etkilenir: ışık ve karanlık, ilaçlar, alkol. Araba kullanırken tehlikeli durumlardan ve kazalardan kaçınmak için bunu dikkate almanız gerekir.
Bob Nelson
Spektrum analizörleri çoğunlukla çok düşük seviyeli sinyalleri ölçmek için kullanılır. Bunlar, ölçülmesi gereken bilinen sinyaller veya tespit edilmesi gereken bilinmeyen sinyaller olabilir. Her durumda, bu süreci iyileştirmek için spektrum analiz cihazının hassasiyetini artırma tekniklerinden haberdar olmalısınız. Bu yazıda düşük seviyeli sinyalleri ölçmek için en uygun ayarları tartışacağız. Ayrıca, cihaz hassasiyetini en üst düzeye çıkarmak için gürültü düzeltmenin ve analizörün gürültü azaltma özelliklerinin kullanımını tartışacağız.
Ortalama kendi kendine gürültü seviyesi ve gürültü rakamı
Spektrum analizörünün hassasiyeti teknik özelliklerine göre belirlenebilir. Bu parametre ortalama gürültü seviyesi olabilir ( DANL) veya gürültü rakamı ( NF). Ortalama gürültü tabanı, 50 ohm giriş yükü ve 0 dB giriş zayıflaması ile belirli bir frekans aralığında spektrum analizörünün gürültü tabanının genliğini temsil eder. Tipik olarak bu parametre dBm/Hz cinsinden ifade edilir. Çoğu durumda ortalama alma logaritmik ölçekte gerçekleştirilir. Bu, görüntülenen ortalama gürültü seviyesinde 2,51 dB'lik bir azalmaya neden olur. Aşağıdaki tartışmada öğreneceğimiz gibi, ortalama gürültü tabanını gürültü rakamından ayıran şey gürültü tabanındaki bu azalmadır. Örneğin, analizörün teknik özellikleri IF filtre bant genişliğinde ortalama 151 dBm/Hz'lik bir kendi kendine gürültü seviyesi gösteriyorsa ( RBW) 1 Hz ise analizör ayarlarını kullanarak cihazın kendi gürültü seviyesini en az bu değere düşürebilirsiniz. Bu arada, spektrum analizör gürültüsüyle aynı genliğe sahip bir CW sinyali, iki sinyalin toplamı nedeniyle gürültü seviyesinden 2,1 dB daha yüksek ölçüm yapacaktır. Benzer şekilde, gürültü benzeri sinyallerin gözlemlenen genliği gürültü tabanından 3 dB daha yüksek olacaktır.
Analizörün kendi gürültüsü iki bileşenden oluşur. Bunlardan ilki gürültü rakamı ile belirlenir ( NF ac) ve ikincisi termal gürültüyü temsil eder. Termal gürültünün genliği aşağıdaki denklemle tanımlanır:
NF = kTB,
Nerede k= 1,38×10–23 J/K - Boltzmann sabiti; T- sıcaklık (K); B- gürültünün ölçüldüğü bant (Hz).
Bu formül, kurulu 50 ohm yüke sahip bir spektrum analizörünün girişindeki termal gürültü enerjisini belirler. Çoğu durumda bant genişliği 1 Hz'e düşürülür ve oda sıcaklığında termal gürültü 10log( kTB)= –174 dBm/Hz.
Sonuç olarak 1 Hz bandındaki ortalama gürültü seviyesi aşağıdaki denklemle tanımlanır:
DANL = –174+NF ac= 2,51 dB. (1)
Ayrıca,
NF ac = DANL+174+2,51. (2)
Not. Parametre için ise DANL Kök ortalama kare güç ortalaması kullanılıyorsa 2,51 terimi atlanabilir.
Böylece ortalama öz gürültü seviyesi değeri –151 dBm/Hz değerine eşdeğerdir. NF ac= 25,5 dB.
Spektrum analizör hassasiyetini etkileyen ayarlar
Spektrum analizörünün kazancı birliğe eşittir. Bu, ekranın analizörün giriş portuna göre kalibre edildiği anlamına gelir. Dolayısıyla girişe 0 dBm seviyesinde bir sinyal uygulandığında ölçülen sinyal 0 dBm artı/eksi cihaz hatasına eşit olacaktır. Bir spektrum analizöründe bir giriş zayıflatıcı veya amplifikatör kullanıldığında bu dikkate alınmalıdır. Giriş zayıflatıcının açılması, analizörün ekranda kalibre edilmiş bir seviyeyi korumak için IF aşamasının eşdeğer kazancını artırmasına neden olur. Bu da gürültü seviyesini aynı miktarda artırarak aynı sinyal-gürültü oranını korur. Bu aynı zamanda harici zayıflatıcı için de geçerlidir. Ek olarak, IF filtre bant genişliğine ( RBW), 1 Hz'den büyük, 10log( terimi ekleniyor) RBW/1). Bu iki terim, spektrum analizörünün gürültü tabanını farklı zayıflama ve çözünürlük bant genişliği değerlerinde belirlemenizi sağlar.
Gürültü seviyesi = DANL+ zayıflama + 10log( RBW). (3)
Preamp Ekleme
Spektrum analiz cihazının gürültü tabanını azaltmak için dahili veya harici bir ön yükseltici kullanabilirsiniz. Tipik olarak spesifikasyonlar, yerleşik ön amplifikatöre dayalı olarak ortalama gürültü tabanı için ikinci bir değer verir ve yukarıdaki denklemlerin tümü kullanılabilir. Harici bir ön yükseltici kullanıldığında, ortalama gürültü tabanı için yeni bir değer, gürültü rakamı denklemlerinin basamaklandırılması ve spektrum analiz cihazı kazancının birliğe ayarlanmasıyla hesaplanabilir. Bir spektrum analizörü ve bir amplifikatörden oluşan bir sistemi düşünürsek, denklemi elde ederiz:
NF sistemi = NF primi+(NF ac–1)/G preus. (4)
Değeri kullanma NF acÖnceki örnekten = 25,5 dB, preamp kazancı 20 dB ve gürültü değeri 5 dB, sistemin genel gürültü değerini belirleyebiliriz. Ancak önce değerleri güç oranına dönüştürmeniz ve sonucun logaritmasını almanız gerekir:
NF sistemi= 10log(3,16+355/100) = 8,27 dB. (5)
Denklem (1) artık harici bir ön amplifikatör ile yeni bir ortalama gürültü tabanını basitçe değiştirerek belirlemek için kullanılabilir. NF ac Açık NF sistemi, denklem (5)'te hesaplanır. Örneğimizde ön amplifikatör önemli ölçüde azaltır DANL–151 ila –168 dBm/Hz arası. Ancak bu bedava gelmiyor. Ön amplifikatörler tipik olarak yüksek doğrusal olmama ve düşük sıkıştırma noktalarına sahiptir, bu da yüksek seviyeli sinyalleri ölçme yeteneğini sınırlar. Bu gibi durumlarda yerleşik ön amplifikatör, gerektiğinde açılıp kapatılabildiğinden daha kullanışlıdır. Bu özellikle otomatik enstrümantasyon sistemleri için geçerlidir.
Şu ana kadar IF filtre bant genişliğinin, zayıflatıcının ve ön yükselticinin spektrum analizörünün hassasiyetini nasıl etkilediğini tartıştık. Çoğu modern spektrum analizörü, kendi gürültülerini ölçmek ve ölçüm sonuçlarını elde edilen verilere göre ayarlamak için yöntemler sağlar. Bu yöntemler uzun yıllardır kullanılmaktadır.
Gürültü düzeltme
Spektrum analizörü ile test edilen belirli bir cihazın (DUT) özellikleri ölçülürken, gözlemlenen spektrum toplamdan oluşur: kTB, NF ac ve TU giriş sinyali. DUT'u kapatırsanız ve analizör girişine 50 Ohm'luk bir yük bağlarsanız spektrum toplamı olacaktır. kTB Ve NF ac. Bu iz analizörün kendi gürültüsüdür. Genel olarak gürültü düzeltme, spektrum analizörünün kendi gürültüsünün büyük bir ortalamayla ölçülmesini ve bu değerin bir "düzeltme izi" olarak saklanmasını içerir. Daha sonra test edilen cihazı bir spektrum analiz cihazına bağlarsınız, spektrumu ölçersiniz ve sonuçları "ölçülen iz" olarak kaydedersiniz. Düzeltme, “ölçülen iz”den “düzeltme izinin” çıkarılması ve sonuçların “sonuç iz” olarak görüntülenmesiyle yapılır. Bu iz ek gürültü olmadan "TU sinyalini" temsil eder:
Sonuçta ortaya çıkan iz = ölçülen iz – düzeltme izi = [TC sinyali + kTB + NF ac]–[kTB + NF ac] = TU sinyali. (6)
Not.Çıkarma işleminden önce tüm değerler dBm'den mW'ye dönüştürüldü. Ortaya çıkan iz dBm cinsinden sunulur.
Bu prosedür, düşük seviyeli sinyallerin görüntülenmesini iyileştirir ve spektrum analizörünün doğal gürültüsünden kaynaklanan belirsizliği ortadan kaldırarak daha doğru genlik ölçümlerine olanak tanır.
İncirde. Şekil 1, izin matematiksel olarak işlenmesi yoluyla nispeten basit bir gürültü düzeltme yöntemini göstermektedir. İlk olarak, girişteki yük ile birlikte spektrum analizörünün gürültü tabanının ortalaması alınır, sonuç iz 1'de saklanır. Daha sonra DUT bağlanır, giriş sinyali yakalanır ve sonuç iz 2'de saklanır. matematiksel işlemeyi kullanın - iki izi çıkarın ve sonuçları iz 3'e kaydedin. Gördüğünüz gibi, gürültü düzeltme özellikle giriş sinyali spektrum analizörünün gürültü tabanına yakın olduğunda etkilidir. Yüksek seviyeli sinyaller önemli ölçüde daha küçük bir gürültü oranı içerir ve düzeltmenin gözle görülür bir etkisi yoktur.
Bu yaklaşımın ana dezavantajı, ayarları her değiştirdiğinizde test edilen cihazın bağlantısını kesmek ve 50 ohm'luk bir yük bağlamak zorunda olmanızdır. DUT'u kapatmadan bir "düzeltme izi" elde etmenin bir yöntemi, giriş sinyalinin zayıflamasını (örneğin, 70 dB kadar) arttırmak, böylece spektrum analizör gürültüsünün giriş sinyalini önemli ölçüde aşmasını sağlamak ve sonuçları " düzeltme izi”. Bu durumda “düzeltme rotası” aşağıdaki denklemle belirlenir:
Düzeltme rotası = TU sinyali + kTB + NF ac+ zayıflatıcı. (7)
kTB + NF ac+ zayıflatıcı >> TU sinyali,
"sinyal TR" terimini atlayıp şunu söyleyebiliriz:
Düzeltme rotası = kTB + NF ac+ zayıflatıcı. (8)
Bilinen zayıflatıcı zayıflama değerini formül (8)'den çıkararak, manuel yöntemde kullanılan orijinal "düzeltme izini" elde edebiliriz:
Düzeltme rotası = kTB + NF ac. (9)
Bu durumda sorun, "düzeltme izinin" yalnızca mevcut cihaz ayarları için geçerli olmasıdır. Merkez frekansı, aralık veya IF filtre bant genişliği gibi ayarların değiştirilmesi, “düzeltme izi”nde saklanan değerlerin yanlış olmasına neden olur. En iyi yaklaşım değerleri bilmektir NF ac frekans spektrumunun tüm noktalarında ve herhangi bir ayar için bir “düzeltme yolunun” kullanılması.
Kendi kendine gürültüyü azaltmak
Agilent N9030A PXA Sinyal Analizörü (Şekil 2) benzersiz bir Gürültü Emisyonları (NFE) özelliğine sahiptir. PXA sinyal analizörünün cihazın tüm frekans aralığı üzerindeki gürültü değeri, cihazın üretimi ve kalibrasyonu sırasında ölçülür. Bu veriler daha sonra cihazın hafızasında saklanır. Kullanıcı NFE'yi açtığında cihaz mevcut ayarlar için bir "düzeltme izi" hesaplar ve gürültü rakamı değerlerini saklar. Bu, manuel prosedürde yapıldığı gibi PXA'nın gürültü tabanını ölçme ihtiyacını ortadan kaldırır, gürültü düzeltmeyi büyük ölçüde basitleştirir ve ayarları değiştirirken cihaz gürültüsünü ölçmek için harcanan zamandan tasarruf sağlar.
Açıklanan yöntemlerin herhangi birinde, termal gürültü “ölçülen izden” çıkarılır. kTB Ve NF ac değerinin altında sonuçlar elde etmenizi sağlar kTB. Bu sonuçlar çoğu durumda güvenilir olabilir, ancak her durumda güvenilir değildir. Ölçülen değerler cihazın içsel gürültüsüne çok yakın veya eşit olduğunda güven azalabilir. Aslında sonuç sonsuz bir dB değeri olacaktır. Gürültü düzeltmenin pratik uygulaması, tipik olarak, cihazın gürültü tabanının yakınına bir eşik veya kademeli çıkarma seviyesinin getirilmesini içerir.
Çözüm
Bir spektrum analizörü kullanarak düşük seviyeli sinyalleri ölçmek için bazı tekniklere baktık. Aynı zamanda, ölçüm cihazının hassasiyetinin IF filtresinin bant genişliğinden, zayıflatıcı zayıflamasından ve bir ön yükselticinin varlığından etkilendiğini bulduk. Cihazın hassasiyetini daha da artırmak için matematiksel gürültü düzeltme ve gürültü azaltma işlevi gibi yöntemleri kullanabilirsiniz. Pratikte dış devrelerdeki kayıpların ortadan kaldırılmasıyla hassasiyette önemli bir artış sağlanabilir.
