電子測(cè)量技術(shù)第七章

1、 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量第第7章頻域測(cè)量技術(shù)章頻域測(cè)量技術(shù)7.1 信號(hào)頻譜分極及頻譜分析儀信號(hào)頻譜分極及頻譜分析儀7.2 信號(hào)的失真度測(cè)量信號(hào)的失真度測(cè)量7.3 線性系統(tǒng)頻率特性的測(cè)量線性系統(tǒng)頻率特性的測(cè)量7.4 網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量一、概述一、概述本章涉及兩個(gè)基本測(cè)量問題：本章涉及兩個(gè)基本測(cè)量問題：2、線性系統(tǒng)頻率特性的測(cè)量、線性系統(tǒng)頻率特性的測(cè)量1、信號(hào)頻譜分析、信號(hào)頻譜分析本章重點(diǎn)：信號(hào)頻譜分析、掃頻測(cè)量技術(shù)本章重點(diǎn)：信號(hào)頻譜分析、掃頻測(cè)量技術(shù)包括對(duì)信號(hào)本身的分析包括對(duì)信號(hào)本身的分析和非線性失真系數(shù)的測(cè)量和非線性失真系數(shù)的測(cè)量 第七章第

2、七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量信號(hào)頻譜分析包括對(duì)信號(hào)頻譜分析包括對(duì)信號(hào)信號(hào)本身的分析和非線性失真本身的分析和非線性失真系數(shù)的測(cè)量。系數(shù)的測(cè)量。7-1、信號(hào)頻譜分析、信號(hào)頻譜分析時(shí)域時(shí)域周期周期非周期非周期連續(xù)連續(xù)離散離散頻域頻域周期周期非周期非周期連續(xù)連續(xù)離散離散付付氏氏變變換換1、信號(hào)的分類、信號(hào)的分類 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量 廣義上，信號(hào)頻譜是指組成信號(hào)的全部頻率分量的總集；狹義上，一般的頻譜測(cè)量中常將隨頻率變化的幅度譜稱為頻譜。 頻譜測(cè)量：在頻域內(nèi)測(cè)量信號(hào)的各頻率分量，以獲得信號(hào)的多種參數(shù)。頻譜測(cè)量的基礎(chǔ)是付里葉變換。 頻譜的兩種基本類型 離散頻譜（線狀譜），各條譜線分別代表

3、某個(gè)頻率分量的幅度，每?jī)蓷l譜線之間的間隔相等 連續(xù)頻譜，可視為譜線間隔無窮小，如非周期信號(hào)和各種隨機(jī)噪聲的頻譜2、頻譜分析的基本概念 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量3、時(shí)域和頻域分析的比較、時(shí)域和頻域分析的比較示波器：示波器：時(shí)域時(shí)域測(cè)量典型代表，可進(jìn)行像波形失真原因測(cè)量典型代表，可進(jìn)行像波形失真原因 等的研究。等的研究。頻譜儀：頻譜儀：頻域頻域測(cè)量典型代表，能定量測(cè)出很小的諧波測(cè)量典型代表，能定量測(cè)出很小的諧波 分量，進(jìn)行測(cè)量信號(hào)電平、頻率及頻率響應(yīng)、分量，進(jìn)行測(cè)量信號(hào)電平、頻率及頻率響應(yīng)、 頻率穩(wěn)定度、頻譜純度等。頻率穩(wěn)定度、頻譜純度等。a 、某些在時(shí)域較復(fù)雜的波形，在頻域的顯示可能

4、較為簡(jiǎn)單。 b 、某些在頻域不能區(qū)分的波形，在時(shí)域能清楚顯示。c 、當(dāng)信號(hào)中所含的各頻率分量的幅度只是略有不同時(shí)，用示波器很難定量分析失真的程度，但是頻譜儀對(duì)于信號(hào)的基波和各次濾波含量的大小則一目了然。 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量t (a)用示波器易觀察波形的相位不同示波器和頻譜儀對(duì)比觀察相位不同的波形示波器和頻譜儀對(duì)比觀察相位不同的波形A0fA0fA0tA0t(b)用頻譜儀觀察的頻譜相同 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量(a)用示波器不容易觀察波形的失真A0fA0fA0tA0t (b)用頻譜儀容易觀察微小的幅度和相位變化用示波器和頻譜儀觀察微小失真的波形 第七章第七章 頻頻 域

5、域 測(cè)測(cè) 量量頻譜儀頻譜儀數(shù)字式數(shù)字式模擬式模擬式濾波式濾波式外差式外差式1 1、頻譜儀分類、頻譜儀分類二、頻譜儀二、頻譜儀 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量 按按分析處理方法分析處理方法分類：模擬式頻譜儀、數(shù)字式頻譜儀、分類：模擬式頻譜儀、數(shù)字式頻譜儀、模擬模擬/ /數(shù)字混合式頻譜儀；數(shù)字混合式頻譜儀； 按按基本工作原理基本工作原理分類：掃描式頻譜儀、非掃描式頻譜儀；分類：掃描式頻譜儀、非掃描式頻譜儀； 按按處理的實(shí)時(shí)性處理的實(shí)時(shí)性分類：實(shí)時(shí)頻譜儀、非實(shí)時(shí)頻譜儀；分類：實(shí)時(shí)頻譜儀、非實(shí)時(shí)頻譜儀； 按按頻率軸刻度頻率軸刻度分類：恒帶寬分析式頻譜儀、恒百分比帶分類：恒帶寬分析式頻譜儀、恒百分

6、比帶寬分析式頻譜儀；寬分析式頻譜儀； 按按輸入通道數(shù)目輸入通道數(shù)目分類：?jiǎn)瓮ǖ?、多通道頻譜儀；分類：?jiǎn)瓮ǖ?、多通道頻譜儀； 按按工作頻帶工作頻帶分類：高頻、射頻、低頻等頻譜儀。分類：高頻、射頻、低頻等頻譜儀。 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量檔級(jí)濾波式頻譜儀并行濾波式頻譜儀掃頻濾波式頻譜儀數(shù)字濾波式頻譜儀 2、濾波式頻譜分析儀原理、濾波式頻譜分析儀原理(1)基本原理：先用帶通濾波器選出待分析信號(hào)，然后用檢波器將該頻率分量變?yōu)橹绷餍盘?hào)，再送到顯示器將直流信號(hào)的幅度顯示出來。為顯示輸入信號(hào)的各頻率分量，帶通濾波器的中心頻率是多個(gè)或可變的。 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量前置前置放大器放大

7、器檢波器檢波器階梯波階梯波掃描發(fā)生器掃描發(fā)生器S信號(hào)輸入信號(hào)輸入濾波式濾波式 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量在所有濾波式頻譜儀中，帶通濾波器是關(guān)鍵器件。在所有濾波式頻譜儀中，帶通濾波器是關(guān)鍵器件。 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量(2)帶通濾波器的性能指標(biāo)帶寬帶寬通常是指通常是指3dB帶寬，帶寬，或稱半或稱半功率帶寬功率帶寬 分辨率帶寬分辨率帶寬（RBW）反映了濾波器）反映了濾波器區(qū)分兩個(gè)相同幅度、不同頻率的信號(hào)的區(qū)分兩個(gè)相同幅度、不同頻率的信號(hào)的能力能力實(shí)實(shí)際際濾濾波波器器理理想想濾濾波波器器3dB點(diǎn)點(diǎn)3dB帶帶寬寬A20fA20f10.707f0f2f1RBWRBWRBW 第七章

8、第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量波形因子波形因子dBff1f23dB60dB0204060B3dBB40dBB60dB3dBf0dBf 波型因子反映了區(qū)分兩個(gè)不等幅波型因子反映了區(qū)分兩個(gè)不等幅信號(hào)的能力，也稱信號(hào)的能力，也稱帶寬選擇性帶寬選擇性波形因子定義為濾波器波形因子定義為濾波器60dB帶寬與帶寬與3dB帶寬之比：帶寬之比： dBdBBBSF3603/60/ 也可用也可用40dB帶寬與帶寬與3dB帶寬之比帶寬之比表示。波形因子較小的濾波器的特性表示。波形因子較小的濾波器的特性曲線更接近于矩形，故波形因子也稱曲線更接近于矩形，故波形因子也稱矩形系數(shù)矩形系數(shù) 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量

9、0dB對(duì)對(duì)數(shù)數(shù)頻頻率率-10dB-20dB-30dB-40dB-50dB0.2f00.5f0f02f05f0倍倍頻頻程程選選擇擇性性1倍倍頻頻程程 1倍倍頻頻程程恒帶寬與恒百分比帶寬恒帶寬與恒百分比帶寬 恒百分比帶寬濾波器的恒百分比帶寬濾波器的絕對(duì)帶寬絕對(duì)帶寬B與中心頻率與中心頻率f0的比的比值（即相對(duì)帶寬）是常數(shù)值（即相對(duì)帶寬）是常數(shù)。掃描式頻譜儀、檔級(jí)濾波式掃描式頻譜儀、檔級(jí)濾波式頻譜儀及并行濾波式頻譜儀頻譜儀及并行濾波式頻譜儀大多采用恒百分比帶寬分析。大多采用恒百分比帶寬分析。 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量 在在對(duì)數(shù)刻度對(duì)數(shù)刻度下，恒百分比帶寬濾波器的頻率特性曲線下，恒百分比帶寬

10、濾波器的頻率特性曲線關(guān)于其中心頻率關(guān)于其中心頻率f0對(duì)稱。常用對(duì)稱。常用“倍頻程選擇性倍頻程選擇性”表示遠(yuǎn)離表示遠(yuǎn)離中心頻率一倍頻率處（中心頻率一倍頻率處（0.5f0和和2f0）的濾波器衰減量。）的濾波器衰減量。外差式頻譜儀在一次分析過程中所用的分析濾波器帶寬恒外差式頻譜儀在一次分析過程中所用的分析濾波器帶寬恒定。定。恒帶寬濾波器的特性曲線在恒帶寬濾波器的特性曲線在線性頻率線性頻率刻度下，關(guān)于濾刻度下，關(guān)于濾波器的中心頻率波器的中心頻率f0對(duì)稱對(duì)稱 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量 濾波器響應(yīng)時(shí)間濾波器響應(yīng)時(shí)間（建立時(shí)間） 信號(hào)從加到濾波器輸入端到獲得穩(wěn)定輸出所需的時(shí)間。通常用達(dá)到穩(wěn)幅幅度

11、的90所需的時(shí)間TR來表述，它與絕對(duì)帶寬B成反比：TR1/B。 寬帶濾波器的響應(yīng)時(shí)間短，測(cè)量速度快；窄帶濾波器建立時(shí)間較長(zhǎng)，但頻率分辨率更高、信噪比好。響應(yīng)時(shí)間限制了頻譜儀的掃描分析速度，影響實(shí)時(shí)頻譜分析的實(shí)現(xiàn)。 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量3、掃頻外差式頻譜儀、掃頻外差式頻譜儀xiLoftff)(視視頻頻濾濾波波X放放大大Y放放大大fx檢檢波波掃掃描描信信號(hào)號(hào)發(fā)發(fā)生生器器LOfLIF濾濾波波中中頻頻信信號(hào)號(hào)處處理理輸輸入入電電路路 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量(1)工作原理：工作原理：輸入信號(hào)頻譜：輸入信號(hào)頻譜：fx1 fx2 fxn 掃描掃描電壓發(fā)生器電壓發(fā)生器掃頻振蕩器掃

12、頻振蕩器fL（t）（可變）（可變）混頻器混頻器fo= fL（t）-fxn濾波器濾波器檢波器檢波器顯示器顯示器xiLoftff)( 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量qBK K= K=1K=0.75fA（f）靜態(tài)靜態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)fo掃頻速度掃頻速度應(yīng)適當(dāng)選擇掃頻速度應(yīng)適當(dāng)選擇掃頻速度（2）掃頻的速度與中頻濾波器的動(dòng)態(tài)特性）掃頻的速度與中頻濾波器的動(dòng)態(tài)特性掃頻速度掃頻速度幅頻特性曲線幅頻特性曲線分辨力分辨力有關(guān)有關(guān)有關(guān)有關(guān) 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量結(jié)論結(jié)論Bs固定，固定，Bd與掃速關(guān)系與掃速關(guān)系 kBd/BsBd分辨力下降分辨力下降Bd/Bq0.51

13、1.5 22.5123450sBK22)(ssdBKBB 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量Bs寬，寬，k1即即 較小時(shí)較小時(shí),Bs Bd選擇窄的選擇窄的Bs有助于提高分辨力。有助于提高分辨力。Bs窄窄, k1即即 較大時(shí)，較大時(shí)，BsBd選擇窄的選擇窄的Bs反而使分辨力降低。反而使分辨力降低。最佳動(dòng)態(tài)分辨力：最佳動(dòng)態(tài)分辨力：最小的最小的Bd（k=1）BdBd0sBK00.5122.5 固定，固定，Bd與與Bs關(guān)系關(guān)系22)(ssdBKBB 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量（3 3）、外差式頻譜儀的正確使用）、外差式頻譜儀的正確使用1 1、掃頻寬度的選擇、掃頻寬度的選擇2 2、BqBq帶

14、寬的選擇帶寬的選擇3 3、掃頻速度的選擇、掃頻速度的選擇根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻譜寬度來選擇的掃頻寬度的選擇應(yīng)與靜態(tài)分辨率BqBq 相適應(yīng)兼顧掃描速度、兼顧掃描速度、Bq、Bd之間的關(guān)系之間的關(guān)系經(jīng)驗(yàn)公式：經(jīng)驗(yàn)公式：2qB掃頻寬度530kHz1.510kHz2kHz靜態(tài)分辨力150Hz30Hz6Hz 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量三、頻譜儀工作特性三、頻譜儀工作特性1、頻率分辨力、頻率分辨力定義：頻譜儀的分辨力是指能夠分辨兩個(gè)幅值相等的信定義：頻譜儀的分辨力是指能夠分辨兩個(gè)幅值相等的信號(hào)的最小譜線間隔。號(hào)的最小譜線間隔。觀察到實(shí)際的譜線。觀察到實(shí)際的譜線。3dB帶寬過寬，分辨力太低帶寬過寬，分辨

15、力太低濾波式濾波式和和外差式的頻率分辨率影響因素不同外差式的頻率分辨率影響因素不同 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量2、輸入電平和動(dòng)態(tài)范圍、輸入電平和動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)范圍：動(dòng)態(tài)范圍：同時(shí)可測(cè)的最大與最小信號(hào)的幅度范圍。 典型值：70-100dB 通常是指從不加衰減時(shí)的最佳輸入信號(hào)電平起，一直到最小可用的信號(hào)電平為止的信號(hào)幅度變化范圍 一般來講，一般來講，測(cè)量范圍大測(cè)量范圍大的儀表，其靈敏度就低，靈敏限高，的儀表，其靈敏度就低，靈敏限高，分辨率就差；分辨率就差； 而而動(dòng)態(tài)范圍大動(dòng)態(tài)范圍大，意味著儀表既有較大的測(cè)量范圍又有較高，意味著儀表既有較大的測(cè)量范圍又有較高的分辨率或較低的靈敏限。的分辨率或

16、較低的靈敏限。 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量3、掃描速度和分析時(shí)間、掃描速度和分析時(shí)間分分析析時(shí)時(shí)間間掃掃頻頻寬寬度度掃掃描描速速度度 掃頻寬度：掃頻寬度：指頻譜儀在一次測(cè)量（一次頻率掃描）過程指頻譜儀在一次測(cè)量（一次頻率掃描）過程中所顯示的頻率范圍，可以小于或等于輸入頻率范圍中所顯示的頻率范圍，可以小于或等于輸入頻率范圍 掃描時(shí)間：掃描時(shí)間：指進(jìn)行一次全頻率范圍的掃描、并完成測(cè)量所需指進(jìn)行一次全頻率范圍的掃描、并完成測(cè)量所需的時(shí)間，也叫分析時(shí)間。的時(shí)間，也叫分析時(shí)間。 掃頻寬度其他名稱，如分析譜寬、掃寬、頻率量程、頻譜跨度等掃頻寬度其他名稱，如分析譜寬、掃寬、頻率量程、頻譜跨度等 第

17、七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量五、頻譜儀的應(yīng)用五、頻譜儀的應(yīng)用 頻譜儀是一種多功能的測(cè)量?jī)x器，可用來測(cè)量信號(hào)電平、諧波失真、調(diào)制系數(shù)、頻率穩(wěn)定度、頻譜純度。六、頻譜分析儀的發(fā)展趨勢(shì)六、頻譜分析儀的發(fā)展趨勢(shì) 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量7-2、線形系統(tǒng)頻率特性的測(cè)量、線形系統(tǒng)頻率特性的測(cè)量概念：概念：線形系統(tǒng)對(duì)正弦輸入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)稱為頻率特性；線形系統(tǒng)對(duì)正弦輸入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)稱為頻率特性；可用可用幅頻特性幅頻特性和和相頻特性相頻特性來全面表征。來全面表征。正弦測(cè)量技術(shù)：正弦測(cè)量技術(shù)：理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)：對(duì)于線形系統(tǒng)，其輸入為正弦信號(hào)激勵(lì)，：對(duì)于線形系統(tǒng)，其輸入為正弦信號(hào)激勵(lì)，輸出響應(yīng)是具有與

18、輸入頻率相同的正弦波。輸出響應(yīng)是具有與輸入頻率相同的正弦波。 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量測(cè)量步驟：測(cè)量步驟：1、測(cè)量電路的連接、測(cè)量電路的連接2、提供測(cè)試信號(hào)、提供測(cè)試信號(hào)3、測(cè)量被測(cè)系統(tǒng)輸出響應(yīng)、測(cè)量被測(cè)系統(tǒng)輸出響應(yīng)4、取得測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、取得測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理頻率特性測(cè)量通常采用正弦測(cè)量技術(shù)。頻率特性測(cè)量通常采用正弦測(cè)量技術(shù)。頻率特性測(cè)量方法頻率特性測(cè)量方法經(jīng)典方法：靜態(tài)經(jīng)典方法：靜態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)正弦測(cè)量技術(shù)正弦測(cè)量技術(shù) 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量靜態(tài)：靜態(tài)：點(diǎn)頻法點(diǎn)頻法頻率特性測(cè)量頻率特性測(cè)量 點(diǎn)頻法：點(diǎn)頻法：在不同的輸入頻率點(diǎn)上，逐點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)。在不同的輸入頻

19、率點(diǎn)上，逐點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)。 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量例、增益或衰耗的測(cè)量例、增益或衰耗的測(cè)量方法：比較法和直接測(cè)量法方法：比較法和直接測(cè)量法動(dòng)態(tài)：圖示測(cè)量動(dòng)態(tài)：圖示測(cè)量掃頻儀掃頻儀 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量（一）、點(diǎn)頻法：（一）、點(diǎn)頻法：逐點(diǎn)描繪法逐點(diǎn)描繪法DVM頻率計(jì)頻率計(jì)vifivofoA=F（f）fA所得頻率特性是所得頻率特性是靜態(tài)靜態(tài)的，無法反映信號(hào)的連續(xù)變化；的，無法反映信號(hào)的連續(xù)變化；缺點(diǎn)：該方法繁瑣、費(fèi)時(shí)、不直觀、測(cè)量誤差大。缺點(diǎn)：該方法繁瑣、費(fèi)時(shí)、不直觀、測(cè)量誤差大。 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)：掃頻圖示儀：掃頻圖示儀（二）、（二）、掃頻掃

20、頻測(cè)量技術(shù)測(cè)量技術(shù)概念：概念：掃頻測(cè)量技術(shù)掃頻測(cè)量技術(shù)就是利用掃頻信號(hào)進(jìn)行頻率特性的測(cè)量就是利用掃頻信號(hào)進(jìn)行頻率特性的測(cè)量技術(shù)；技術(shù)；掃頻信號(hào)掃頻信號(hào)就是頻率掃動(dòng)的正弦信號(hào)；就是頻率掃動(dòng)的正弦信號(hào)；而該信號(hào)的頻率掃動(dòng)是隨時(shí)間而該信號(hào)的頻率掃動(dòng)是隨時(shí)間按一定規(guī)律按一定規(guī)律、在一定范圍在一定范圍內(nèi)內(nèi)反復(fù)反復(fù)掃動(dòng)。掃動(dòng)。 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量掃頻信號(hào)掃頻信號(hào)發(fā)生器發(fā)生器被測(cè)電路被測(cè)電路峰值峰值檢波器檢波器掃描掃描發(fā)生器發(fā)生器XYViVoVgVx掃頻測(cè)量原理圖掃頻測(cè)量原理圖例如：放大器的動(dòng)態(tài)頻率特性例如：放大器的動(dòng)態(tài)頻率特性 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量1、掃頻測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)、掃

21、頻測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)圖示圖示測(cè)量；測(cè)量；2、快速掃頻可實(shí)現(xiàn)測(cè)量被測(cè)器件或系統(tǒng)的、快速掃頻可實(shí)現(xiàn)測(cè)量被測(cè)器件或系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性例如窄帶濾波器動(dòng)態(tài)濾波特性，鎖相環(huán)對(duì)頻率斜升例如窄帶濾波器動(dòng)態(tài)濾波特性，鎖相環(huán)對(duì)頻率斜升信號(hào)的動(dòng)態(tài)跟蹤特性。信號(hào)的動(dòng)態(tài)跟蹤特性。特點(diǎn)：特點(diǎn)：所以，在現(xiàn)代電子測(cè)量中，掃頻測(cè)量技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。所以，在現(xiàn)代電子測(cè)量中，掃頻測(cè)量技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量1、工作原理、工作原理 學(xué)習(xí)要點(diǎn)：記框圖、明白箭頭關(guān)系、了解掃頻信號(hào)學(xué)習(xí)要點(diǎn)：記框圖、明白箭頭關(guān)系、了解掃頻信號(hào)的產(chǎn)生、要求幅度適中、不要有寄生調(diào)幅、不能失真。的產(chǎn)生、要求幅度適中、不要有寄生調(diào)幅、

22、不能失真。掃頻信號(hào)發(fā)生器由掃描發(fā)生器驅(qū)動(dòng)。掃頻信號(hào)發(fā)生器由掃描發(fā)生器驅(qū)動(dòng)。被測(cè)電路電壓振幅的包絡(luò)經(jīng)峰值檢波器檢波被測(cè)電路電壓振幅的包絡(luò)經(jīng)峰值檢波器檢波示波器示波器 X軸軸 時(shí)間軸時(shí)間軸掃頻儀掃頻儀 X軸軸 頻率軸頻率軸掃頻信號(hào)變化規(guī)律與掃頻信號(hào)變化規(guī)律與時(shí)間軸變化規(guī)律一致時(shí)間軸變化規(guī)律一致 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量qBK 例如：例如：被測(cè)電路如下被測(cè)電路如下動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性K= K=1K=0.75fA（t）靜態(tài)靜態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)fo 靜態(tài)靜態(tài)分辨率分辨率掃頻速度掃頻速度應(yīng)適當(dāng)選擇掃頻速度應(yīng)適當(dāng)選擇掃頻速度 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量由上圖得以下結(jié)論：由上圖得以下結(jié)論：1、動(dòng)態(tài)特

23、性曲線不同于靜態(tài)特性曲線、動(dòng)態(tài)特性曲線不同于靜態(tài)特性曲線2、動(dòng)態(tài)特性曲線諧振點(diǎn)偏離靜態(tài)特性曲線、動(dòng)態(tài)特性曲線諧振點(diǎn)偏離靜態(tài)特性曲線的諧振點(diǎn)頻率的諧振點(diǎn)頻率fo，掃速越快，偏離越遠(yuǎn)。，掃速越快，偏離越遠(yuǎn)。3、與靜態(tài)特性相比，動(dòng)態(tài)特性曲線、與靜態(tài)特性相比，動(dòng)態(tài)特性曲線3dB帶寬帶寬變寬，諧振峰低于靜態(tài)特性。變寬，諧振峰低于靜態(tài)特性。所以，掃頻測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)之一為動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量所以，掃頻測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)之一為動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量。小結(jié)：測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性，必須用掃頻法；為了得到靜態(tài)特性，必須選擇極慢的掃頻速度以得到近似的靜態(tài)特性曲線，或采用點(diǎn)頻法。 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量2、掃頻信號(hào)的獲得、掃頻信號(hào)的獲

24、得（1）產(chǎn)生掃頻信號(hào)的方法：）產(chǎn)生掃頻信號(hào)的方法：（a）、機(jī)械掃頻：三十年代，工藝材料為齒輪、電容）、機(jī)械掃頻：三十年代，工藝材料為齒輪、電容LCf 21 （b）、變?nèi)荻O管掃頻）、變?nèi)荻O管掃頻（c）、磁調(diào)制掃頻）、磁調(diào)制掃頻 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量+EL1C1R1R2R3R4R5C2C3C4C5R6B2A3變頻二極管變頻二極管振蕩器電路振蕩器電路(b)、變?nèi)荻O管：、變?nèi)荻O管： 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量掃頻信號(hào)產(chǎn)生過程：掃頻信號(hào)產(chǎn)生過程：鋸齒波電壓鋸齒波電壓變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管加到加到結(jié)電容結(jié)電容控制控制改變振蕩頻率改變振蕩頻率控制控制 所以，改變鋸齒波電壓的變

25、化速率可改變掃頻所以，改變鋸齒波電壓的變化速率可改變掃頻速度，改變鋸齒波電壓的振幅可改變掃頻寬度。速度，改變鋸齒波電壓的振幅可改變掃頻寬度。CjvVCj LCf 21 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量 (2)對(duì)掃頻信號(hào)發(fā)生器的基本要求對(duì)掃頻信號(hào)發(fā)生器的基本要求 主要工作特性主要工作特性121202ffffff min0max0kk 線線性性系系數(shù)數(shù)%1002121 AAAAM調(diào)調(diào)幅幅系系數(shù)數(shù)f f0 0：掃頻輸出中心頻率：掃頻輸出中心頻率f f1 1：掃頻起點(diǎn)；：掃頻起點(diǎn)；f f2 2：掃頻終點(diǎn)：掃頻終點(diǎn)k k0 0：壓控特性：壓控特性f f- -V V曲線的斜率曲線的斜率A A1 1：寄

26、生調(diào)幅最大幅度：寄生調(diào)幅最大幅度A A2 2：寄生調(diào)幅最小幅度：寄生調(diào)幅最小幅度 有效掃頻寬度有效掃頻寬度掃頻線性掃頻線性輸出振幅平穩(wěn)性輸出振幅平穩(wěn)性 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量對(duì)掃頻信號(hào)發(fā)生器的基本要求對(duì)掃頻信號(hào)發(fā)生器的基本要求（）中心頻率范圍大且可連續(xù)調(diào)節(jié)。（）掃頻寬度要寬且可任意調(diào)節(jié)。（）寄生調(diào)幅要小。（）掃描線性度好。第四章 信號(hào)源n掃頻信號(hào)發(fā)生器的優(yōu)點(diǎn)掃頻信號(hào)發(fā)生器的優(yōu)點(diǎn)n（1）可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)頻率特性的）可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)頻率特性的自動(dòng)或半自動(dòng)測(cè)量自動(dòng)或半自動(dòng)測(cè)量，特別是，特別是在進(jìn)行電路測(cè)試時(shí)，人們可以一面調(diào)節(jié)電路中的有關(guān)元在進(jìn)行電路測(cè)試時(shí)，人們可以一面調(diào)節(jié)電路中的有關(guān)元件，一面觀察

27、熒光屏上頻率特性曲線的變化，從而迅速件，一面觀察熒光屏上頻率特性曲線的變化，從而迅速地將電路性能調(diào)整到預(yù)定的要求。地將電路性能調(diào)整到預(yù)定的要求。n（2）由于掃頻信號(hào)的）由于掃頻信號(hào)的頻率頻率是是連續(xù)連續(xù)變化的，因此，所得到變化的，因此，所得到的被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性曲線也是連續(xù)的，不會(huì)出現(xiàn)由于的被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的頻率特性曲線也是連續(xù)的，不會(huì)出現(xiàn)由于點(diǎn)頻法中頻率點(diǎn)離散而遺漏掉細(xì)節(jié)的問題。點(diǎn)頻法中頻率點(diǎn)離散而遺漏掉細(xì)節(jié)的問題。n（3）掃頻測(cè)量法是在一定掃描速度下獲得被測(cè)電路的動(dòng)）掃頻測(cè)量法是在一定掃描速度下獲得被測(cè)電路的動(dòng)態(tài)頻率特性，態(tài)頻率特性，符合符合被測(cè)電路的應(yīng)用被測(cè)電路的應(yīng)用實(shí)際實(shí)際。 第七章第七章 頻

28、頻 域域 測(cè)測(cè) 量量3、顯示方式、顯示方式（1）、掃頻圖示法根據(jù)圖示法的顯示原理不同，分為）、掃頻圖示法根據(jù)圖示法的顯示原理不同，分為光點(diǎn)掃描式光點(diǎn)掃描式光柵增輝式光柵增輝式（2）、兩種圖示法的比較：）、兩種圖示法的比較：1、光點(diǎn)掃描式在大屏幕顯示受到限制，而光柵增輝、光點(diǎn)掃描式在大屏幕顯示受到限制，而光柵增輝式是電磁偏轉(zhuǎn)，適合大屏幕示波管。式是電磁偏轉(zhuǎn)，適合大屏幕示波管。2、光點(diǎn)掃描式測(cè)量準(zhǔn)確度不易提高。、光點(diǎn)掃描式測(cè)量準(zhǔn)確度不易提高。3、兩種顯示所需偏轉(zhuǎn)信號(hào)、兩種顯示所需偏轉(zhuǎn)信號(hào)光柵法光柵法電視機(jī)顯像管：電磁偏轉(zhuǎn)，電視機(jī)顯像管：電磁偏轉(zhuǎn)，xyIxIy ,示波器示波管：靜電偏轉(zhuǎn)，示波器示波管：靜電偏轉(zhuǎn)，xyvxvy , 第七章第七章 頻頻 域域 測(cè)測(cè) 量量（3）、光柵增輝式顯示原理）、光柵增輝式顯示原理（a a）顯示原理）顯示原理a a 暗光柵的產(chǎn)生暗光柵的產(chǎn)生f fIXIX=0.0130HZ =0.0130HZ 三角波掃描電流三角波掃描電流f fIYIY=18.5KHZ =18.5KHZ 鋸齒