频域测量课件.ppt

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1、第八章频域测量本章要点：·扫频仪(频率特性分析仪)的原理与应用·微波网络特性和网络分析仪的工作原理·频谱仪(频谱分析仪)的用途、原理与分类·扫频外差式频谱仪的原理、特性和应用※实时频谱分析仪（RTSA）本课主要介绍·扫频仪(频率特性分析仪)的原理与应用·微波网络特性和网络分析仪的工作原理线性系统频率特性·频谱仪(频谱分析仪)的用途、原理与分类·扫频外差式频谱仪的原理、特性和应用信号的频谱分析在微波（300MHz～300GHz）主要用网络分析仪，本课不讲。但这种划分不是绝对的，实际上有些扫频仪可能工作到更

2、高的频率，而有些网络分析仪可能工作到比较低的工作频率。应当指出，这里讲的“网络”是指由器件、元件组成的电子网络。当年提出“网络分析仪”这一名字时，还没有计算机网络等现代网络的概念。8.1线性系统幅频特性的测量正弦稳态下的系统函数或传输函数就反映了该系统激励与响应的关系式中，也可写成，就是下面要测量的幅频特性。是相频特性本节不讨论。8.1.1静态频率特性测量----点频法点频法就是“逐点”测量幅频特性的方法，注意明确被测电路和选用相应仪器。f0K(f)f特点：所测出的幅频特性是我们需要的电路系统在稳态情况

3、下的静态特性曲线。但由于要逐点测量，操作繁琐费时，并且由于频率离散而不连续，可能遗漏掉某些特性突变点。这种方法一般只用于实验室测试研究；若用于生产线则效率太低了。如果能够在测试过程中，使信号源输出信号频率能自动地从低到高连续变化并且周期性重复，利用检波器将输出包络检出送到示波器上显示，就可自动地描绘出幅频特性曲线。8.1.2动态频率特性测量———扫频法1.扫频法的工作原理扫频法可以实现频率特性的自动测绘，而且不会像点频法那样遗漏掉某些细节的问题。更值得注意的是，扫频法是在一定扫描速度下获得被测电路的动态

4、频率特性，这比较符合被测电路的实际应用情况。扫频仪=扫源+示波器2.动态频率特性随着扫描速度的提高，频率特性将扫频方向偏移，如图8.3所示。图中Ⅰ为静态特性，Ⅱ、Ⅲ为依次提高扫速时的动态特性曲线。可以看出动态频率特性有以下特点：(1)顶部最大值下降；(2)特性曲线被展宽；(3)扫速愈高，偏移愈严重。图8.3动态特性曲线其原因是由于通常与频率特性有关的电路，实际上是由动态元件L、C等元件组成的(如调谐电路)，信号在其上建立或消失都需要一定的时间，扫频速度太快时，信号在其上来不及建立或消失，故谐振曲线出现滞

5、后且展宽，出现了“失敏”或“钝化”现象。3.扫频信号源扫频信号的产生方法①磁调电感：通过改变低频磁心的导磁系数改变振荡回路中高频线圈的电感量，适用于几十到几百MHz的频段。②变容二极管电调扫频：变容二极管是PN结电容随外加偏置电压高低变化，PN结电容Cd与反向偏置电压U成反比。④合成扫频源：通过软件使扫频源按照一定的频率间隔和停留时间，将输出频率依次锁定在一定范围内的一系列频点上，达到扫频效果。常用于微波频段，覆盖高达10倍频程、扫频线性好③YIG电调扫频：YIG是一种单晶铁氧体材料钇铁石榴石的简称，具

6、有铁磁谐振特性将YIG做成小球，置于直流磁场H0内，产生铁磁谐振，谐振频率ƒ（单位MHz）为ƒ=0.0112H02)扫频信号的技术特性①有效扫频宽度：即扫频源输出的扫频线性和振幅平稳性均符合要求的最大频率覆盖范围，Δƒ<<ƒ0时，称为窄带扫频；Δƒ≥ƒ0时，称为宽带扫频②扫频线性：表示扫频振荡器的压控振荡器的压控特性曲线的非线性（或线性）程度，可以用线性系数表征③振荡平稳性：通常用扫频信号的寄生调幅表示。调幅系数为A2ƒ1ƒ2A18.1.3扫频仪举例——BT-3型频率特性测试仪BT-3型扫频仪主要用来测

7、试宽带放大器、雷达接收机的中频放大器、电视接收机的视频率特性及鉴频器特性，是一种较为典型的频率特性测试仪，其框图如图8.4所示。1.BT-3扫频仪的主要技术性能：(1)中心频率：在1MHz～300MHz内可任意调节，分1MHz～75MHz、75MHz～150MHz、150MHz～300MHz三个波段；(2)扫频频偏：最大频偏±7.5MHz(屏幕水平可视范围）；(3)扫频信号输出：输出电压≥0.1V（有效值），输出阻抗75Ω；(4)寄生调幅系数：最大频偏时<±7.5%；(5)调频非线性系数：最大频偏时<2

8、0%；(6)频标信号：1MHz、10MHz和外接频标三种。BT3C-A型频率特性测试仪扫频信号输出端检波探头2.中心频率和扫频范围本扫频仪工作时是以某中心频率为中心进行扫频的。现以第Ⅱ波段为例说其工作情况，中心频率是人工手调振荡回路中的可变电容C，例如图中调到100MHz。扫频是扫描电流IM作用于调制线圈LC使振荡频率在100MHz中心频率的基础上产生±7.5MHz的频偏，即扫频范围最大只有15MHz。100MHz75MHz150MHzfo