电子测量 第七章 频域测量ppt课件.ppt

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1、·扫频仪(频率特性分析仪)的原理与应用·光点扫描式和光栅增辉式扫频仪线性系统频率特性·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，自学。但这种划分不是绝对的，实际上有些扫频仪可能工作到更高的频率，而有些网络分析仪可能工作到更低的工作频率。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。第七章频域测量基础知识复习1.频率与波长：毫米波厘米波分米波米波f10~1mm10~1cm1m~10cm10~1mc

2、30~300GHz3~30GHz0.3~3GHz30~300MHzfλ=2.集总参数和分布参数：高频（30~300MHz）以下波段，即波长大于1m的情况这时元器件为集总参数（元件尺寸<<波长）参数集中在R、L、C等元件中，认为与导线无关。微波（300MHz~300GHz），即波长小于1m的情况这时元器件为分布参数（元件尺寸≈波长）参数分布在腔体、窗口、微带线等微波器件中，与路径有关。概述信号的频谱分析和线性系统的频率特性是频率测量的主要内容目前，信号频谱分析的主要工具是扫频外差式频谱分析仪，通过它来完成信号本身的分析和线性系统的非线性失真系数测量频率特性的基本测量方法取决

3、于加到被测系统的测试信号。据此可分为静态点频测量、动态扫频测量和伪随机信号测量等7.1频谱分析仪的概述一.信号的时域与频域分析信号的时域和频域特性在数学上可表示为一对傅里叶变换关系：图7-1时域与频域观测之间的关系示波器和频谱仪是从不同角度观测同一个电信号，各有不同的特点。示波器从时域上容易区分电信号的相位关系，如图7-2a中是基波与二次谐波起始峰值对齐的合成波形（线性相加）；图7-2b是基波与二次谐波起始相位相同合成的波形，两者合成波形相差很大，在示波器上可以明显地看出来。而在频谱仪上仍是两个频率分量，看不出差异如图7-1。可见，示波器和频谱仪有各自的特点。图7-2不同

4、相位合成的波形(a)(b)图7-1时域与频域观测之间的关系从另一个角度来看，即使频率分析只能给出幅度频谱，往往也能在一些方面达到时域分析达不到的效果。现代频谱仪可以在一屏显示相差80dB的信号。（Vx/V0=10000）。而有经验的测试人员也很难在示波器图形中发现正弦波内包含的小于1%的谐波成分。从灵敏度来看，示波器灵敏度一般在mV级。而频谱仪则可达到μV级。因此，示波器是最常用的仪器。而频谱仪能够提供更深刻，更严格的分析。频谱仪的主要用途现代频谱仪有着极宽的测量范围，观测信号频率可高达几十GHz，幅度跨度超过140dB。故使频谱仪有着相当广泛的应用场合，以至被称为射频万

5、用表，成为一种基本的测量工具。目前，频谱仪的主要应用于如下一些方面：1.正弦信号的频谱纯度2.调制信号的频谱3.非正弦波（如脉冲信号、音频、视频信号）的频谱4.通信系统的发射机质量5.激励源响应的测量6.放大器的性能测试7.噪声频谱的分析8.电磁干扰的测量音频信号与频谱演示高效能沟通者（语音频谱分析）Themanwhocanthinkanddoesnotknowhowtoexpresswhathethinksisatthelevelofhimwhocannotthink.高效能沟通者激发热情、信任低效能沟通者=没有思想心诚面善高效能沟通者有更多的机会多寻找团队合作的机会

6、mp3播放器FFT频谱滤波器（均衡器）CD对人而言是很好的音乐，对狗而言却很怎么样。狗的听觉很发达，它们能听到的音频范围要远比人的宽得多，如人类只能听到16～20000赫兹的振动音，而狗却能听到高达一百万赫兹的振动音。据测试，狗的听觉是人的16倍。它可以区别出节拍器每分钟振动96次、100次、133次和144次之间的微小差别。这对人而言，是难以想像的。MP3是一种有损格式，它提供了多种不同“位速”的选项—也就是用来表示每秒音频所需的编码数据位数。典型的速度介于每秒128和320kb之间。与此对照的是，CD上未经压缩的音频位速是1411.2kbit/s（16位/采样点×44

7、100采样点/秒×2通道)。高音C之王帕瓦罗蒂（资料）二、频谱仪的工作原理频谱仪从工作原理上可分为模拟式与数字式两大类。模拟式频谱仪是以模拟滤波器为基础的；数字式频谱仪是以数字滤波器或快速傅里叶变换为基础的。分类如下：模拟式（滤波式）实时----并行滤波法顺序滤波法非实时可调滤波法扫频外差法数字式（计算式）数字滤波法快速傅里叶变换（FFT）计算法（一）多滤波器并行分析又称为多通道滤波器分析。下图中并行的N个滤波器覆盖了整个频谱仪的工作范围。受到滤波器数目的限制，其工作频率范围不可能很宽。并行滤波器的优点是：由于它未对信号做复杂