電子測量 第七章頻域測量(新)

1、掃頻儀掃頻儀(頻率特性分析儀頻率特性分析儀)的原理與應(yīng)用的原理與應(yīng)用 光點掃描式和光柵增輝式掃頻儀光點掃描式和光柵增輝式掃頻儀線性系統(tǒng)頻率特性線性系統(tǒng)頻率特性 頻譜儀頻譜儀(頻譜分析儀頻譜分析儀)的用途、原理與分類的用途、原理與分類 掃頻外差式頻譜儀掃頻外差式頻譜儀的原理、特性和應(yīng)用的原理、特性和應(yīng)用信號的頻譜分析信號的頻譜分析 在微波（在微波（300MHz300GHz）主要用）主要用網(wǎng)絡(luò)分析儀，自學(xué)網(wǎng)絡(luò)分析儀，自學(xué)。 但這種劃分不是絕對的，實際上有些掃頻儀可能工作到更高的但這種劃分不是絕對的，實際上有些掃頻儀可能工作到更高的頻率，而有些網(wǎng)絡(luò)分析儀可能工作到更低的工作頻率。應(yīng)當(dāng)指頻率，而有些網(wǎng)

2、絡(luò)分析儀可能工作到更低的工作頻率。應(yīng)當(dāng)指出，這里講的出，這里講的“網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)”是指由器件、元件組成的電子網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)年是指由器件、元件組成的電子網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)年提出提出“網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀”這一名字時，還沒有計算機網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)這一名字時，還沒有計算機網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的概念。的概念。 第七章 頻域測量基礎(chǔ)知識復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識復(fù)習(xí)1. 頻率與波長：頻率與波長：毫米波毫米波厘米波厘米波分米波分米波米波米波 f f101mm101mm101cm101cm1m10cm1m10cm101m101m c c30300GH30300GHz z330GHz330GHz0.33GHz0.33GHz30300MHz30300MH

3、zf f=2. 集總參數(shù)和分布參數(shù)：集總參數(shù)和分布參數(shù)：高頻（高頻（30300MHz）以下波段）以下波段，即波長大于，即波長大于1m的情況的情況 這時元器件為集總參數(shù)（元件尺寸這時元器件為集總參數(shù)（元件尺寸波長）波長） 參數(shù)集中在參數(shù)集中在R、L、C等元件中，認為與導(dǎo)線無關(guān)。等元件中，認為與導(dǎo)線無關(guān)。 微波（微波（300MHz300GHz），），即波長小于即波長小于1m的情況的情況 這時元器件為分布參數(shù)（元件尺寸這時元器件為分布參數(shù)（元件尺寸 波長）波長） 參數(shù)分布在腔體、窗口、微帶線等微波器件中，與路徑有關(guān)。參數(shù)分布在腔體、窗口、微帶線等微波器件中，與路徑有關(guān)。 概述 信號的信號的頻譜分析頻

4、譜分析和線性系統(tǒng)的和線性系統(tǒng)的頻率特性頻率特性是是頻率測量的主要內(nèi)容頻率測量的主要內(nèi)容 目前，信號頻譜分析的主要工具是目前，信號頻譜分析的主要工具是掃頻外差式掃頻外差式頻譜分析儀頻譜分析儀，通過它來完成信號本身的分析和線，通過它來完成信號本身的分析和線性系統(tǒng)的非線性失真系數(shù)測量性系統(tǒng)的非線性失真系數(shù)測量 頻率特性的基本測量方法取決于頻率特性的基本測量方法取決于加到被測系統(tǒng)加到被測系統(tǒng)的測試信號的測試信號。據(jù)此可分為。據(jù)此可分為靜態(tài)點頻測量、動態(tài)掃靜態(tài)點頻測量、動態(tài)掃頻測量和偽隨機信號測量頻測量和偽隨機信號測量等等7.1 頻譜分析儀的概述頻譜分析儀的概述一一. 信號的時域與頻域分析信號的時域與頻

5、域分析 信號的時域和頻域特性在數(shù)學(xué)上可表示為一對傅里葉變換關(guān)系：信號的時域和頻域特性在數(shù)學(xué)上可表示為一對傅里葉變換關(guān)系： deFtftj)(21)( )( )j tFf t edt圖圖7-1 7-1 時域與頻域觀測之間的關(guān)系時域與頻域觀測之間的關(guān)系示波器和頻譜儀是從不同角度觀測同一個電信號，各有不同的示波器和頻譜儀是從不同角度觀測同一個電信號，各有不同的特點。特點。示波器示波器從時域上容易區(qū)分電信號的相位關(guān)系從時域上容易區(qū)分電信號的相位關(guān)系，如圖，如圖7-2a中是基波與二次諧波起始峰值對齊的合成波形（線性相加）；中是基波與二次諧波起始峰值對齊的合成波形（線性相加）；圖圖7-2b是基波與二次諧波

6、起始相位相同合成的波形，兩者合成波是基波與二次諧波起始相位相同合成的波形，兩者合成波形相差很大，在示波器上可以明顯地看出來。而在頻譜儀上仍是形相差很大，在示波器上可以明顯地看出來。而在頻譜儀上仍是兩個頻率分量，看不出差異如圖兩個頻率分量，看不出差異如圖7-1?？梢姡静ㄆ骱皖l譜儀有?？梢?，示波器和頻譜儀有各自的特點。各自的特點。 圖圖7-2 7-2 不同相位合成的波形不同相位合成的波形(a)(b)圖圖7-1 7-1 時域與頻域觀測之間的關(guān)系時域與頻域觀測之間的關(guān)系從另一個角度來看，即使頻率分析只能給出幅度頻譜，往往也能從另一個角度來看，即使頻率分析只能給出幅度頻譜，往往也能在一些方面達到時域分

7、析達不到的效果?，F(xiàn)代頻譜儀可以在一屏在一些方面達到時域分析達不到的效果。現(xiàn)代頻譜儀可以在一屏顯示相差顯示相差80dB的信號。（的信號。（Vx/V0=10000）。而有經(jīng)驗的測試人）。而有經(jīng)驗的測試人員也很難在示波器圖形中發(fā)現(xiàn)正弦波內(nèi)包含的小于員也很難在示波器圖形中發(fā)現(xiàn)正弦波內(nèi)包含的小于1%的諧波成的諧波成分。從靈敏度來看，示波器靈敏度一般在分。從靈敏度來看，示波器靈敏度一般在mV級。而頻譜儀則可級。而頻譜儀則可達到達到V級。級。因此，示波器是最常用的儀器。而頻譜儀能夠提供更深刻，更因此，示波器是最常用的儀器。而頻譜儀能夠提供更深刻，更嚴格的分析。嚴格的分析。 頻譜儀的主要用途頻譜儀的主要用途現(xiàn)

8、代頻譜儀有著極寬的測量范圍，觀測信號頻率可高達幾十現(xiàn)代頻譜儀有著極寬的測量范圍，觀測信號頻率可高達幾十GHz，幅度跨度超過，幅度跨度超過140dB。 故使頻譜儀有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用場合，以至被稱為故使頻譜儀有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用場合，以至被稱為射頻萬用表射頻萬用表，成為一種基本的測量工具。目前，頻譜儀的主要應(yīng)用于如下一成為一種基本的測量工具。目前，頻譜儀的主要應(yīng)用于如下一些方面：些方面： 1.正弦信號的頻譜純度正弦信號的頻譜純度 2.調(diào)制信號的頻譜調(diào)制信號的頻譜 3.非正弦波（如脈沖信號、音頻、視頻信號）的頻譜非正弦波（如脈沖信號、音頻、視頻信號）的頻譜 4.通信系統(tǒng)的發(fā)射機質(zhì)量通信系統(tǒng)的發(fā)射機質(zhì)量

9、 5.激勵源響應(yīng)的測量激勵源響應(yīng)的測量 6.放大器的性能測試放大器的性能測試 7.噪聲頻譜的分析噪聲頻譜的分析 8.電磁干擾的測量電磁干擾的測量 音頻信號與頻譜音頻信號與頻譜演示演示 高效能溝通者（語音頻譜分析）高效能溝通者（語音頻譜分析）The man who can think and does not know how to express what he thinks is at the level of him who cannot think. 高效能溝通者激發(fā)熱情、信任 低效能溝通者 = 沒有思想 心誠 面善 高效能溝通者有更多的機會 多尋找團隊合作的機會mp3播放器播放器FFT

10、頻譜頻譜濾波器濾波器（均衡器）（均衡器）CD對人而言是很好對人而言是很好的音樂，對狗而言卻的音樂，對狗而言卻很怎么樣。很怎么樣。狗的聽覺很發(fā)達，它們能聽到的音頻范圍要遠比人狗的聽覺很發(fā)達，它們能聽到的音頻范圍要遠比人的寬得多，如人類只能聽到的寬得多，如人類只能聽到1620000赫茲的振動音，赫茲的振動音，而狗卻能聽到高達一百萬赫茲的振動音。據(jù)測試，而狗卻能聽到高達一百萬赫茲的振動音。據(jù)測試，狗的聽覺是人的狗的聽覺是人的16倍。它可以區(qū)別出節(jié)拍器每分鐘倍。它可以區(qū)別出節(jié)拍器每分鐘振動振動96次、次、100次、次、133次和次和144次之間的微小差別。次之間的微小差別。這對人而言，是難以想像的。這

11、對人而言，是難以想像的。 MP3是一種有損格式，是一種有損格式，它提供了多種不同它提供了多種不同“位位速速”的選項的選項也就是用也就是用來表示每秒音頻所需的來表示每秒音頻所需的編碼數(shù)據(jù)位數(shù)。典型的編碼數(shù)據(jù)位數(shù)。典型的速度介于每秒速度介于每秒128和和320kb之間。與此對照的之間。與此對照的是，是，CD上未經(jīng)壓縮的音上未經(jīng)壓縮的音頻位速是頻位速是1411.2 kbit/s（16 位位/采樣點采樣點 44100 采樣點采樣點/秒秒 2 通通道道)。 高音C之王 帕瓦羅蒂（資料） 二、頻譜儀的工作原理二、頻譜儀的工作原理 頻譜儀從工作原理上可分為模擬式與數(shù)字式兩大類。模擬式頻頻譜儀從工作原理上可分

12、為模擬式與數(shù)字式兩大類。模擬式頻譜儀是以模擬濾波器為基礎(chǔ)的；數(shù)字式頻譜儀是以數(shù)字濾波器譜儀是以模擬濾波器為基礎(chǔ)的；數(shù)字式頻譜儀是以數(shù)字濾波器或快速傅里葉變換為基礎(chǔ)的。分類如下：或快速傅里葉變換為基礎(chǔ)的。分類如下： 模擬式模擬式（濾波式）（濾波式）實時實時-并行濾波法并行濾波法 順序濾波法順序濾波法 非實時非實時 可調(diào)濾波法可調(diào)濾波法 掃頻外差法掃頻外差法數(shù)字式數(shù)字式（計算式）（計算式）數(shù)字濾波法數(shù)字濾波法快速傅里葉變換（快速傅里葉變換（FFTFFT）計算法）計算法 （一）多濾波器并行分析（一）多濾波器并行分析 又稱為多通道濾波器分析。下圖中并行的又稱為多通道濾波器分析。下圖中并行的N個濾波器覆

13、蓋了整個個濾波器覆蓋了整個頻譜儀的工作范圍頻譜儀的工作范圍 。受到濾波器數(shù)目的限制，其工作頻率范圍。受到濾波器數(shù)目的限制，其工作頻率范圍不可能很寬。不可能很寬。并行濾波器的優(yōu)點是：由于它未對信號做復(fù)雜處理，因而并行濾波器的優(yōu)點是：由于它未對信號做復(fù)雜處理，因而分析速度分析速度快快。同時，因濾波器和檢波器均。同時，因濾波器和檢波器均不共用不共用，可以不考慮電路切換帶來，可以不考慮電路切換帶來的建立時間和各路信號間的時間差，分析工作基本可以認為是的建立時間和各路信號間的時間差，分析工作基本可以認為是實時實時的。的。濾波器帶寬相同濾波器帶寬相同的稱為的稱為恒定帶寬恒定帶寬分析儀分析儀，其頻率，其頻率

14、軸刻度為均勻刻軸刻度為均勻刻度。適合分析頻度。適合分析頻率分布比較均勻率分布比較均勻的信號的信號濾波器帶寬按一濾波器帶寬按一定比例增長的稱定比例增長的稱為為恒百分比分析恒百分比分析儀儀，其頻率軸刻，其頻率軸刻度為對數(shù)度，適度為對數(shù)度，適合分析頻率范圍合分析頻率范圍較寬的信號。較寬的信號。與并行分析類似的幾種頻譜分析與并行分析類似的幾種頻譜分析 在同一時間只處理、在同一時間只處理、顯示一個支路的濾顯示一個支路的濾波、檢波結(jié)果，電波、檢波結(jié)果，電路簡化，路簡化，準(zhǔn)實時準(zhǔn)實時。共用檢波和處理顯共用檢波和處理顯示電路，因濾波器示電路，因濾波器需要一定建立時間，需要一定建立時間，非實時非實時。數(shù)字濾波器

15、和檢波數(shù)字濾波器和檢波器工作穩(wěn)定可靠，器工作穩(wěn)定可靠，性能和一致性較好，性能和一致性較好，近似實時。近似實時。數(shù)字式頻譜儀數(shù)字式頻譜儀 數(shù)字濾波法：是仿照模擬頻譜儀，用數(shù)字濾波器代替模擬濾數(shù)字濾波法：是仿照模擬頻譜儀，用數(shù)字濾波器代替模擬濾 波器，如圖所示。圖中，波器，如圖所示。圖中，數(shù)字濾波器的中心頻率可由控數(shù)字濾波器的中心頻率可由控 制制/ /時基電路使之順序改變時基電路使之順序改變。 所謂數(shù)字濾波，其主要功能是對數(shù)字信號進行過濾處理。由于所謂數(shù)字濾波，其主要功能是對數(shù)字信號進行過濾處理。由于輸入輸入/ /輸出都是數(shù)字序列，所以數(shù)字濾波器突實際上是一個序輸出都是數(shù)字序列，所以數(shù)字濾波器突實

16、際上是一個序列運算加工過程。與模擬濾波器相比它具有濾波特性好、可靠列運算加工過程。與模擬濾波器相比它具有濾波特性好、可靠性高、體積小、重量輕、便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點。但是，目前性高、體積小、重量輕、便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點。但是，目前數(shù)字系統(tǒng)速度還不夠高數(shù)字系統(tǒng)速度還不夠高，故在使用上還有局限性。，故在使用上還有局限性。 數(shù)字濾波式頻譜儀方案數(shù)字濾波式頻譜儀方案 快速傅里葉（快速傅里葉（FFT）分析法：）分析法：是一種軟件計算法。是一種軟件計算法?，F(xiàn)已有專門的現(xiàn)已有專門的FFT(快速傅里葉快速傅里葉)計算器，將它與數(shù)據(jù)采集和顯示計算器，將它與數(shù)據(jù)采集和顯示電路相配合，則可組成頻譜儀，如圖所示。電路相

17、配合，則可組成頻譜儀，如圖所示。 通常采用通常采用DSP（Digital Signal Processor）數(shù)字信號處理器來）數(shù)字信號處理器來完成完成FFT的頻譜分析功能。在速度上明顯超過傳統(tǒng)的模擬式掃的頻譜分析功能。在速度上明顯超過傳統(tǒng)的模擬式掃描頻譜儀，能夠進行實時分析。描頻譜儀，能夠進行實時分析。 應(yīng)當(dāng)指出，通常應(yīng)用的大多是外差式模擬頻譜儀。應(yīng)當(dāng)指出，通常應(yīng)用的大多是外差式模擬頻譜儀。較好的現(xiàn)代較好的現(xiàn)代頻譜儀則采用模擬與數(shù)字混合的方案頻譜儀則采用模擬與數(shù)字混合的方案。純數(shù)字式純數(shù)字式FFT頻譜儀目頻譜儀目前主要用于低頻段前主要用于低頻段，但隨著數(shù)字技術(shù)的進步，數(shù)字式頻譜儀有，但隨著數(shù)字

18、技術(shù)的進步，數(shù)字式頻譜儀有著很好的發(fā)展前景。著很好的發(fā)展前景。 快速傅里葉變換式頻譜儀方案快速傅里葉變換式頻譜儀方案 （ 二）掃頻外差式頻譜分析二）掃頻外差式頻譜分析 1.模擬式頻譜儀模擬式頻譜儀 思路思路： 我們一起來設(shè)計頻譜儀我們一起來設(shè)計頻譜儀 f0f0+Fff0+Ffff移 動 濾 波移 動 濾 波器器濾波器不動濾波器不動上面移動頻譜上面移動頻譜方案一：并聯(lián)濾波法方案一：并聯(lián)濾波法方案二：移動濾波法方案二：移動濾波法方案三：掃頻外差法方案三：掃頻外差法逆向思維設(shè)計思想成功的典范逆向思維設(shè)計思想成功的典范： 改變?yōu)V波器來找頻譜是以改變?yōu)V波器來找頻譜是以百變對應(yīng)萬變百變對應(yīng)萬變，難度自然大

19、，而，難度自然大，而掃頻掃頻外差法外差法是將頻譜逐個移進不變的濾波器是以是將頻譜逐個移進不變的濾波器是以不變對應(yīng)萬變不變對應(yīng)萬變。 （二）（二） 掃頻外差式頻譜分析儀掃頻外差式頻譜分析儀 基礎(chǔ)知識：超外差接收機（收音機、電視機、通信、雷達等接基礎(chǔ)知識：超外差接收機（收音機、電視機、通信、雷達等接收機）收機） 本本 地地振蕩器振蕩器何謂？何謂？外差：早期電臺同發(fā)外差：早期電臺同發(fā)f fs s、f fL L超外差：超外差：f fL L移入接收機移入接收機本振：本振：f fL L成了本地振蕩器成了本地振蕩器f fs s混混 頻頻 器器中中 頻頻放大器放大器檢 波 器檢 波 器放大器放大器高高 頻頻調(diào)

20、 諧 電調(diào) 諧 電路路f fL L決定選擇性決定選擇性 1.外差頻譜儀外差頻譜儀 工作原理工作原理 現(xiàn)說明掃頻外差頻譜儀的工作原理?，F(xiàn)說明掃頻外差頻譜儀的工作原理。 外差式頻譜儀的原理外差式頻譜儀的原理可以簡述為：可以簡述為：掃頻的本振與信號混頻后，掃頻的本振與信號混頻后，使信號的各頻譜分量依次地移入窄帶濾波器，檢波放大后與掃使信號的各頻譜分量依次地移入窄帶濾波器，檢波放大后與掃描時基線同步顯示出來描時基線同步顯示出來。其要點是。其要點是移頻濾波移頻濾波。 1.外差頻譜儀外差頻譜儀 工作原理工作原理 被測信號中的被測信號中的N個頻譜分量可以用一個頻率連續(xù)掃動的掃頻本個頻譜分量可以用一個頻率連續(xù)

21、掃動的掃頻本地地振蕩器產(chǎn)生的振蕩器產(chǎn)生的fL進行混頻。被測信號中的進行混頻。被測信號中的n個頻譜分量在不同時個頻譜分量在不同時刻使混頻輸出落入到中頻濾波器的通帶中：刻使混頻輸出落入到中頻濾波器的通帶中：IxnLnfff通常令本地振蕩幅度保持不變，則混頻器輸出與被測的第通常令本地振蕩幅度保持不變，則混頻器輸出與被測的第n個頻譜個頻譜分量分量fxn的幅度成正比，檢波后可在的幅度成正比，檢波后可在Y方向上顯示該頻譜分量大小。方向上顯示該頻譜分量大小。2.掃頻發(fā)生器的掃速和中頻濾波器的動態(tài)特性掃頻發(fā)生器的掃速和中頻濾波器的動態(tài)特性 隨著掃描速度的提高，濾波器頻率特性將向掃頻方向偏移。隨著掃描速度的提高

22、，濾波器頻率特性將向掃頻方向偏移。圖中為靜態(tài)特性和依次提高掃速時的動態(tài)特性曲線。圖中為靜態(tài)特性和依次提高掃速時的動態(tài)特性曲線。可以看出可以看出動態(tài)頻率特性動態(tài)頻率特性有以下特點：有以下特點： (1)頂部最大值下降頂部最大值下降； (2)特性曲線被展寬特性曲線被展寬； (3)掃速愈高，偏移愈嚴重掃速愈高，偏移愈嚴重。 其原因是由于通常與頻率特性其原因是由于通常與頻率特性有關(guān)的電路，實際上是由動態(tài)有關(guān)的電路，實際上是由動態(tài)元件元件L、C等元件組成的等元件組成的(如調(diào)如調(diào)諧電路諧電路)，信號在其上建立或消，信號在其上建立或消失都需要一定的時間，掃頻速失都需要一定的時間，掃頻速度太快時，信號在其上來不

23、及度太快時，信號在其上來不及建立或消失，故諧振曲線出現(xiàn)建立或消失，故諧振曲線出現(xiàn)滯后且展寬，出現(xiàn)了滯后且展寬，出現(xiàn)了“失敏失敏”或或“鈍化鈍化”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 dtdf掃速：tffs線性掃頻： 3.掃頻法測得的譜線變?yōu)閯討B(tài)特性曲線掃頻法測得的譜線變?yōu)閯討B(tài)特性曲線假設(shè)被測信號為一個假設(shè)被測信號為一個700kHz的單一頻率信號，當(dāng)掃頻信號掃過的單一頻率信號，當(dāng)掃頻信號掃過759.97760.03kHz時，混頻信號經(jīng)過中心頻率為時，混頻信號經(jīng)過中心頻率為60kHz的濾波的濾波器器輸出的信號頻譜就和濾波器傳遞函數(shù)相同。輸出的信號頻譜就和濾波器傳遞函數(shù)相同。首先，明確一下在頻譜儀顯示屏上首先，明確一下在頻

24、譜儀顯示屏上看到的頻譜圖看到的頻譜圖是被測信號的是被測信號的譜線譜線，還是中頻窄帶濾波器的幅頻特性的圖形，還是中頻窄帶濾波器的幅頻特性的圖形？ 例：例： fL - fs = fI 760 700 = 60 kHz 760.010-700=60.010 kHz 760.015-700=60.015 kHz 760.020-700=60.020 kHz 。60.01560.01515Hz15Hzf fI I =60KHz=60KHz是掃頻的本振使信號頻譜分量依次移入窄帶濾波器的。實際上是掃頻的本振使信號頻譜分量依次移入窄帶濾波器的。實際上也是也是信號逐漸地掃過窄帶濾波器的，這相當(dāng)于用掃頻信號測繪信

25、號逐漸地掃過窄帶濾波器的，這相當(dāng)于用掃頻信號測繪窄帶濾波器的幅頻特性。窄帶濾波器的幅頻特性。 頻譜儀屏幕上顯示頻譜儀屏幕上顯示的是以的是以信號譜線為中心信號譜線為中心的的窄帶濾波器窄帶濾波器的的幅頻幅頻特性曲線。特性曲線。 4.用動態(tài)特性顯示帶來的問題及處理用動態(tài)特性顯示帶來的問題及處理問題：由于外差式頻譜儀顯示的是一個個濾波器的動態(tài)特性就可能問題：由于外差式頻譜儀顯示的是一個個濾波器的動態(tài)特性就可能使得兩個靠得很近的兩個譜線互相疊加在一起。另外，動態(tài)特性使得兩個靠得很近的兩個譜線互相疊加在一起。另外，動態(tài)特性曲線的峰值和中心頻率也會隨掃速改變。曲線的峰值和中心頻率也會隨掃速改變。22ssdB

26、KBB濾波器的動態(tài)帶寬濾波器的動態(tài)帶寬Bd不僅和濾波器結(jié)構(gòu)有關(guān)，還和其靜態(tài)特不僅和濾波器結(jié)構(gòu)有關(guān)，還和其靜態(tài)特性和掃頻速度有關(guān)。性和掃頻速度有關(guān)。 （7-7）動態(tài)特性帶寬（動態(tài)特性帶寬（Bd）與掃頻速度）與掃頻速度()及靜態(tài)分辨力及靜態(tài)分辨力(Bs)的關(guān)系的關(guān)系 1)靜態(tài)特性帶寬一定時，動態(tài)特性帶寬隨的減小而減小。適當(dāng)減慢掃速可以減小Bd。 2）掃頻速度固定時，一定有一個Bs使得Bd最小。 3)獲得高的動態(tài)分辨力是使用頻譜儀的重要問題。的選擇以獲得較高的動態(tài)分辨率為準(zhǔn)則。同時還應(yīng)考慮分的選擇以獲得較高的動態(tài)分辨率為準(zhǔn)則。同時還應(yīng)考慮分析時間的影響。即一方面，析時間的影響。即一方面， 越小，越小

27、，Bd就越接近就越接近Bq另一另一方面，方面， 越小，則意味著分析時間越長。應(yīng)該取兩者的折越小，則意味著分析時間越長。應(yīng)該取兩者的折衷。衷。現(xiàn)在的頻譜分析儀大多能現(xiàn)在的頻譜分析儀大多能自動配置掃自動配置掃描時間（描時間（AUTO）,根據(jù)選取的掃頻寬根據(jù)選取的掃頻寬度和分辨力帶寬自動地選擇最快的可度和分辨力帶寬自動地選擇最快的可允許掃描時間允許掃描時間三、頻譜儀的主要技術(shù)指標(biāo)和應(yīng)用（一）頻譜分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)1.有效頻率范圍 是指在滿足儀器性能指標(biāo)的情況下，儀器能分辨的最高頻率范圍。目前可達幾Hz到幾十GHz。2.頻率分辨力、邊緣因子和波形因子頻率分辨力：能夠分辨的最小譜線間隔。疊加后的顯示圖

28、形中心處比最高處凹了3dB。這時把兩條頻譜線的頻率間隔或者一個頻率特性曲線的6dB帶寬稱為分辨力帶寬（RBW）邊緣分辨力（邊緣分辨力（ER）通常把兩信號相差通常把兩信號相差60dB，能分辨出小信號時，兩信號之間，能分辨出小信號時，兩信號之間的頻率差稱為動態(tài)顯示邊緣分辨力，簡稱邊緣分辨力。的頻率差稱為動態(tài)顯示邊緣分辨力，簡稱邊緣分辨力。波形因子波形因子濾波器頻率特性的兩個側(cè)邊越陡，分辨邊緣處小信號的能濾波器頻率特性的兩個側(cè)邊越陡，分辨邊緣處小信號的能力越強。定義該特性曲線中下降一定力越強。定義該特性曲線中下降一定dB值時濾波器帶寬與值時濾波器帶寬與它的它的3dB帶寬的比值為波形因子。帶寬的比值為

29、波形因子。8.分析時間或掃描時間 掃頻寬度又稱“分析譜寬”，是指頻譜儀在一次測量分析過程中（即一個掃描正程）顯示的頻率范圍。分為“全掃”和“窄掃”兩種。 完成一次頻譜所需的時間稱為分析時間，實際上就是一次掃描正程時間，即掃描時間。 掃頻寬度與分析時間之比就是掃頻速度。 典型產(chǎn)品簡介典型產(chǎn)品簡介 下表給出了幾種型號頻譜儀的技術(shù)性能參數(shù)。下表給出了幾種型號頻譜儀的技術(shù)性能參數(shù)。 幾種型號頻譜儀的技術(shù)性能幾種型號頻譜儀的技術(shù)性能 3838萬元萬元型號型號頻率范圍頻率范圍分辯力分辯力帶寬帶寬靈敏度靈敏度動態(tài)范動態(tài)范圍圍頻率準(zhǔn)確頻率準(zhǔn)確度度幅度準(zhǔn)確幅度準(zhǔn)確度度HP8593EHP8593E9kHz9kHz

30、26.5GH26.5GHz z30Hz30Hz30MHz30MHz-117dBm-117dBm103dB103dB1.2kHz1.2kHz10GHz10GHz3dB3dBAgilentAgilentE4E4440A440A3Hz3Hz26.5GH26.5GHz z1Hz1Hz2MHz2MHz-145dBm-145dBm114Db114Db1kHz1kHz10GHz10GHz3Db3DbR3271AR3271A100Hz100Hz26.5GH26.5GHz z10Hz10Hz3MHz3MHz-123dBm-123dBm100dB100dB210Hz210Hz10GHz10GHz4dB4dBFSM

31、SFSMS100Hz100Hz26.5GH26.5GHz z10Hz10Hz3MHz3MHz-135dBm-135dBm100dB100dB210Hz210Hz10GHz10GHz2.5dB2.5dBTEK2784TEK2784100Hz100Hz40GHz40GHz3Hz3Hz3MHz3MHz-125dBm-125dBm100dB100dB145Hz145Hz20GHz20GHz5dB5dB （二）（二） 頻譜儀的應(yīng)用頻譜儀的應(yīng)用頻譜分析儀是一種綜合性的、多功能的信號特性測試儀器，廣頻譜分析儀是一種綜合性的、多功能的信號特性測試儀器，廣泛地用于各學(xué)科，被譽為泛地用于各學(xué)科，被譽為“射頻萬用表

32、射頻萬用表”。 由于頻譜儀具有靈敏度高、頻帶寬等特點，在射頻及微波頻率由于頻譜儀具有靈敏度高、頻帶寬等特點，在射頻及微波頻率下使用特別得心應(yīng)手。例如，下使用特別得心應(yīng)手。例如，頻譜儀一般可測量到微伏級微弱頻譜儀一般可測量到微伏級微弱信號信號，而一般示波器只能測到毫伏級，一般頻率計只能測到幾，而一般示波器只能測到毫伏級，一般頻率計只能測到幾十毫伏信號。頻譜儀十毫伏信號。頻譜儀頻率范圍可從幾頻率范圍可從幾kHz到幾十到幾十GHz，而示波，而示波器頻帶高于幾百器頻帶高于幾百MHz則很昂貴了。尤其是對信號的失真及調(diào)制則很昂貴了。尤其是對信號的失真及調(diào)制信號的測試更顯示其優(yōu)越性，例如，信號信號的測試更顯

33、示其優(yōu)越性，例如，信號5%的失真在示波器的失真在示波器難以覺察，而在難以覺察，而在頻譜儀上極小的失真都能看出來頻譜儀上極小的失真都能看出來。 下面簡要地介紹頻譜儀的一些典型應(yīng)用原理和方法。下面簡要地介紹頻譜儀的一些典型應(yīng)用原理和方法。 1.分析信號包含的頻譜分量及幅值分析信號包含的頻譜分量及幅值方波主要包含基波和奇次諧波。圖方波主要包含基波和奇次諧波。圖7-14中還有一些偶次諧波中還有一些偶次諧波，說明方波并不完全對稱。在零頻處的顯示通常并不一定表示信號，說明方波并不完全對稱。在零頻處的顯示通常并不一定表示信號中的直流分量，而是儀器有意在零頻處給出一個顯示作為頻率軸的中的直流分量，而是儀器有意

34、在零頻處給出一個顯示作為頻率軸的起點?？v軸可以采用對數(shù)坐標(biāo)，以看清信號中是否包含偶次諧波。起點?？v軸可以采用對數(shù)坐標(biāo)，以看清信號中是否包含偶次諧波。 為保證信號幅度不至于過大而損壞儀器，對可調(diào)幅度信號應(yīng)從小為保證信號幅度不至于過大而損壞儀器，對可調(diào)幅度信號應(yīng)從小到大逐漸增加幅度，對于不可變幅度信號應(yīng)該先采用大衰減再逐步到大逐漸增加幅度，對于不可變幅度信號應(yīng)該先采用大衰減再逐步減小衰減量。減小衰減量。 2.測諧波失真測諧波失真諧波失真常是由非線性而引起，又稱為非線性失真。諧波失真常是由非線性而引起，又稱為非線性失真。用頻譜儀測量信號的諧波失真，只需測信號的基頻及諧波的相對用頻譜儀測量信號的諧波失

35、真，只需測信號的基頻及諧波的相對電平即可。電平即可。2.測諧波失真測諧波失真 通常將基波電壓幅值作為參考電平即通常將基波電壓幅值作為參考電平即0dB，然后由光標(biāo)讀出各次，然后由光標(biāo)讀出各次諧波與它相差的諧波與它相差的dB值。值。1lg20VVnn%)100(10201nVVn由頻譜儀測得相應(yīng)諧波分量幅度的由頻譜儀測得相應(yīng)諧波分量幅度的dB值后，可以計算出其值后，可以計算出其電壓幅度，并可計算出總諧波失真（三版電壓幅度，并可計算出總諧波失真（三版 式式7-12）3.調(diào)制信號測試調(diào)制信號測試已調(diào)波的表達式：已調(diào)波的表達式：ttVVVtvccmcsin)cos1 ()( t )sin(21t )si

36、n(21sin)(cacaccmmtVtv上式表明，對于調(diào)制信號為單頻信號的調(diào)幅波，共包括三個上式表明，對于調(diào)制信號為單頻信號的調(diào)幅波，共包括三個頻譜分量，即載頻和兩個邊頻。頻譜分量，即載頻和兩個邊頻。acmmVV設(shè)調(diào)幅系數(shù)：設(shè)調(diào)幅系數(shù)：3.調(diào)制信號測試調(diào)制信號測試將載頻信號作為參考電平（將載頻信號作為參考電平（0dB），然后讀出邊頻電平：），然后讀出邊頻電平：用頻譜儀不僅可以測量一般的調(diào)幅，而且可以發(fā)現(xiàn)非常微小用頻譜儀不僅可以測量一般的調(diào)幅，而且可以發(fā)現(xiàn)非常微小的寄生調(diào)幅。如調(diào)幅系數(shù)為的寄生調(diào)幅。如調(diào)幅系數(shù)為0.02%的寄生調(diào)幅。的寄生調(diào)幅。20102am則調(diào)幅系數(shù)：則調(diào)幅系數(shù)：)21lg(

37、20am 3.調(diào)幅信號的測量調(diào)幅信號的測量 0UUmMat tf f0 0F FU U0 0U UMMma的大小反映了調(diào)幅的深度，稱為調(diào)幅系數(shù)。的大小反映了調(diào)幅的深度，稱為調(diào)幅系數(shù)。 單音調(diào)幅信號的頻譜包含三個頻率單音調(diào)幅信號的頻譜包含三個頻率分量，一個是載波，另外兩個對稱分量，一個是載波，另外兩個對稱地分布在載波兩側(cè)，稱為邊帶分量，地分布在載波兩側(cè)，稱為邊帶分量，邊帶分量的幅度正好是調(diào)制信號幅邊帶分量的幅度正好是調(diào)制信號幅度的一半度的一半，邊帶分量與載波分量的邊帶分量與載波分量的頻率差正好是調(diào)制頻率頻率差正好是調(diào)制頻率F。 已調(diào)幅信號的頻譜圖已調(diào)幅信號的頻譜圖MARKERMARKER 1.0

38、KHZ1.0KHZ-26dB-26dB1/2UM1/2maU0 4.相位噪聲的測量相位噪聲的測量 相位噪聲相位噪聲是信號源是信號源短期頻率穩(wěn)定度的表征，也是頻譜純度的一短期頻率穩(wěn)定度的表征，也是頻譜純度的一個重要度量指標(biāo)個重要度量指標(biāo)。 使用頻譜儀測量相位噪聲是屬于使用頻譜儀測量相位噪聲是屬于直接測量方法。在頻譜儀顯示的直接測量方法。在頻譜儀顯示的相位噪聲信號是對稱的，通常取相位噪聲信號是對稱的，通常取單邊信號稱單邊信號稱單邊帶相位噪聲單邊帶相位噪聲，如，如圖所示。其定義是指在載波圖所示。其定義是指在載波頻率的某一固定頻偏處（如圖中頻率的某一固定頻偏處（如圖中foff），在），在1Hz帶寬內(nèi)相

39、對載波功率電帶寬內(nèi)相對載波功率電平的幅度比，單位為平的幅度比，單位為dBm（1Hz）或或dBm/Hz。按此定義測量相位噪。按此定義測量相位噪聲需聲需 實際測量中由于噪聲帶寬不能保證是實際測量中由于噪聲帶寬不能保證是1Hz等原因，要對結(jié)果進行修正。等原因，要對結(jié)果進行修正。 現(xiàn)代頻譜儀為了簡化相位噪聲測量，可以使用標(biāo)記（現(xiàn)代頻譜儀為了簡化相位噪聲測量，可以使用標(biāo)記（Marker）功能直接讀出）功能直接讀出給定頻偏處的相位噪聲值，其中一些必需的計算功能已經(jīng)被自動完成。給定頻偏處的相位噪聲值，其中一些必需的計算功能已經(jīng)被自動完成。 NBWYdBffSSPNclg10),(7.2 線性系統(tǒng)幅頻特性的測

40、量線性系統(tǒng)幅頻特性的測量 正弦穩(wěn)態(tài)下的正弦穩(wěn)態(tài)下的系統(tǒng)函數(shù)系統(tǒng)函數(shù)或或傳輸函數(shù)傳輸函數(shù) )(jK就反映了該系統(tǒng)激勵就反映了該系統(tǒng)激勵與響應(yīng)的關(guān)系與響應(yīng)的關(guān)系 )()()()()(jiOeKjUjUjK式中，式中， )(K也可寫成也可寫成 )( fK，就是下面要測量的，就是下面要測量的幅頻特性幅頻特性。 )(是相頻特性本節(jié)不討論。是相頻特性本節(jié)不討論。 )( fKf)( fKf一、正弦測量技術(shù)一、正弦測量技術(shù) （一）線性系統(tǒng)的頻率特性（一）線性系統(tǒng)的頻率特性（二）增益或衰耗的測量（二）增益或衰耗的測量 在正弦信號的激勵下的線性系統(tǒng)，其輸出在正弦信號的激勵下的線性系統(tǒng)，其輸出響應(yīng)是具有與輸入相同頻

41、率的正弦波，只響應(yīng)是具有與輸入相同頻率的正弦波，只是幅值和相位有所差別。是幅值和相位有所差別。 對系統(tǒng)的特性測量一般包括以下步驟：對系統(tǒng)的特性測量一般包括以下步驟： 1）測量電路的連接；）測量電路的連接； 2）向被測系統(tǒng)提供激勵信號；）向被測系統(tǒng)提供激勵信號； 3）測量被測系統(tǒng)對激勵信號的響應(yīng)；）測量被測系統(tǒng)對激勵信號的響應(yīng)； 4）進行數(shù)據(jù)處理，得出結(jié)果。）進行數(shù)據(jù)處理，得出結(jié)果。（二）增益或衰耗的測量（二）增益或衰耗的測量 比較法測量和直接法測量比較法測量和直接法測量比較法測量 設(shè)被測系統(tǒng)增益（或衰耗）用分貝表示為： 調(diào)兩個可變衰耗器，使開關(guān)在1和2步進位時指示器讀數(shù)相同，這時被測增益為：

42、因為指示器讀數(shù)相同時有：log20dBVVAio21dBA21A比較法和直接法比較法和直接法 影響比較法測量準(zhǔn)確度的因素（見教材）影響比較法測量準(zhǔn)確度的因素（見教材） 直接法測量可以簡化測量手續(xù)，精度可達直接法測量可以簡化測量手續(xù)，精度可達0.1dB。 上述比較法和直接法都屬于上述比較法和直接法都屬于點頻法點頻法，基本，基本已被掃頻測量法所取代。已被掃頻測量法所取代。靜態(tài)頻率特性測量靜態(tài)頻率特性測量-點頻法點頻法點頻法就是點頻法就是“逐點逐點”測量幅頻特性的方法，注意測量幅頻特性的方法，注意明確被測電路和明確被測電路和選用相應(yīng)儀器選用相應(yīng)儀器。 f0K( f )f特點特點：所測出的幅頻特性是我

43、們需要的：所測出的幅頻特性是我們需要的電路系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)情況下電路系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)情況下的靜態(tài)特性曲線的靜態(tài)特性曲線。但由于要逐點測量，操作繁瑣費時，并且由。但由于要逐點測量，操作繁瑣費時，并且由于頻率離散而不連續(xù)，可能遺漏掉某些特性突變點。這種方法于頻率離散而不連續(xù)，可能遺漏掉某些特性突變點。這種方法一般只用于實驗室測試研究；若用于生產(chǎn)線則效率太低了。一般只用于實驗室測試研究；若用于生產(chǎn)線則效率太低了。 如果能夠在測試過程中，使信號源輸出信號頻率能如果能夠在測試過程中，使信號源輸出信號頻率能自動地自動地從低從低到高連續(xù)變化并且周期性重復(fù)，利用檢波器將輸出包絡(luò)檢出送到高連續(xù)變化并且周期性重復(fù)，利用檢波器

44、將輸出包絡(luò)檢出送到示波器上顯示，就可到示波器上顯示，就可自動地描繪出幅頻特性曲線。自動地描繪出幅頻特性曲線。 二、掃頻測量技術(shù) 所謂“掃頻”，就是利用某種方法，使正弦信號的頻率隨時間按一定規(guī)律、在一定范圍內(nèi)反復(fù)掃動。這種頻率掃動的正弦信號稱“掃頻信號”。 相對點頻法，掃頻法簡單快捷、能獲得系統(tǒng)的動態(tài)特性。 動態(tài)頻率特性測量動態(tài)頻率特性測量掃頻法掃頻法 一一.掃頻法的工作原理和動態(tài)特性掃頻法的工作原理和動態(tài)特性 掃頻法掃頻法可以實現(xiàn)頻率特性的可以實現(xiàn)頻率特性的自動測繪自動測繪，而且不會像點頻法那樣，而且不會像點頻法那樣遺漏掉某些細節(jié)的問題。更值得注意的是，掃頻法是在一定掃遺漏掉某些細節(jié)的問題。更

45、值得注意的是，掃頻法是在一定掃描速度下獲得被測電路的描速度下獲得被測電路的動態(tài)頻率特性動態(tài)頻率特性，這比較符合被測電路，這比較符合被測電路的實際應(yīng)用情況。的實際應(yīng)用情況。 掃頻儀掃頻儀 = 掃源掃源 + 示波器示波器光點掃描式光點掃描式（二）掃頻信號源 1.掃頻信號源的工作特性 （1）有效掃頻寬度是指在掃頻線性和振幅平穩(wěn)性符合要求的條件下，最大的頻率覆蓋范圍。常用相對值表示：121212121222fffffffffffff平均功率,2/)(12fff（2）掃頻線性可用線性系數(shù)來表征，它表示掃頻振蕩器的壓控特可用線性系數(shù)來表征，它表示掃頻振蕩器的壓控特性曲線的非線性程度。定義為：性曲線的非線性

46、程度。定義為：式中(K0)max -VCO的最大控制靈敏度，即f-V曲線的最大斜率。線性系數(shù)越接近于1越好。（3）振幅平穩(wěn)性可用掃頻信號的寄生調(diào)幅來表示：min0max0）（）（線性系數(shù)KK%1002121AAAAM2.獲得掃頻信號的方法獲得掃頻信號的方法介紹目前廣泛采用的變?nèi)荻O管掃頻。對掃頻信號的要求：1)具有足夠?qū)挼膾哳l范圍;2)良好的掃頻線性（指掃頻信號頻率變化的規(guī)律和預(yù)定的掃頻規(guī)律的吻合程度）；3)掃頻信號的振幅應(yīng)恒定不變，即振幅平穩(wěn)性要好。因為被測電路輸出電壓的包絡(luò)線只有在掃頻信號振幅保持恒定的條件下，才能表征被測電路的幅頻特性。 變?nèi)荻O管掃頻P350圖7-9（a）BT-4低頻特

47、性測試儀采用。是一個改進型電容三點式振蕩器電路，振蕩頻率由L1與C4、C5及變?nèi)莨芙Y(jié)電容Cj（兩個2CC1E并聯(lián)）聯(lián)合決定。鋸齒波電壓通過R6加到兩個變?nèi)荻O管兩端，以控制結(jié)電容Cj，從而使振蕩器的振蕩頻率隨鋸齒波電壓而變，改變鋸齒波電壓的變化速率（掃描速度），可改變掃頻速度，改變鋸齒波的電壓振幅可以改變掃頻寬度。什么是三點或什么是三點或( (三端三端) )式振蕩器？式振蕩器？ LCLC振蕩器的電路組成振蕩器的電路組成 LCLC振蕩器的基本電路就是通常所說的三點式振蕩器的基本電路就是通常所說的三點式 ( (又稱三端式又稱三端式) )振振蕩器。蕩器。cebX1X2X3晶體管有三個電極（晶體管有三

48、個電極（B、E、C）分別與三個電抗性元件相連接分別與三個電抗性元件相連接形成三個接點形成三個接點故稱為三點式振蕩器故稱為三點式振蕩器（三）光柵增輝式圖示方法（三）光柵增輝式圖示方法 1.顯示原理顯示原理首先，在長余輝示波管屏幕上產(chǎn)生垂直首先，在長余輝示波管屏幕上產(chǎn)生垂直“暗光柵暗光柵”。屏幕上所顯示的曲線是通過相應(yīng)的增輝脈沖在每屏幕上所顯示的曲線是通過相應(yīng)的增輝脈沖在每條暗光柵的不同高度上產(chǎn)生的亮點構(gòu)成的，故得條暗光柵的不同高度上產(chǎn)生的亮點構(gòu)成的，故得名。名。 暗光柵的產(chǎn)生暗光柵的產(chǎn)生由垂直掃描發(fā)生器產(chǎn)生的頻率由垂直掃描發(fā)生器產(chǎn)生的頻率為為18.5kHz的鋸齒波掃描電流的鋸齒波掃描電流饋送至示

49、波管的垂直偏轉(zhuǎn)線圈饋送至示波管的垂直偏轉(zhuǎn)線圈Wy,而由而由X放大器輸出的頻率放大器輸出的頻率0.01-30Hz的三角掃描電流饋送的三角掃描電流饋送至水平偏轉(zhuǎn)線圈至水平偏轉(zhuǎn)線圈Wx. 顯示圖形的過程顯示圖形的過程圖形電壓信號圖形電壓信號v1加到比較器的一個輸入端加到比較器的一個輸入端1，而與垂直掃描電流同步的鋸齒波電壓而與垂直掃描電流同步的鋸齒波電壓v2加到另一個輸入端加到另一個輸入端2。比較器在比較器在v2=V1時發(fā)生跳變。利用時發(fā)生跳變。利用這個這個脈沖作為增輝脈沖可以得這個這個脈沖作為增輝脈沖可以得到相應(yīng)的光點，反映了圖形信號的幅度。到相應(yīng)的光點，反映了圖形信號的幅度。 2.電子電平刻度線

50、 增加若干條電子電平增加若干條電子電平刻度線，可以消除視差?？潭染€，可以消除視差。原理：增加若干個比較原理：增加若干個比較器，而每個比較器的信號器，而每個比較器的信號輸入端加不同的電平的輸入端加不同的電平的直流電壓，即可在屏上顯出直流電壓，即可在屏上顯出若干條水平線，而它們的高度若干條水平線，而它們的高度分別正比于所提供的直流電壓。分別正比于所提供的直流電壓。其中四條為正，第五條為地線即其中四條為正，第五條為地線即0V。 利用比較器（利用比較器（6）可以顯示一條標(biāo)準(zhǔn)電平線，標(biāo)準(zhǔn)電平由標(biāo)）可以顯示一條標(biāo)準(zhǔn)電平線，標(biāo)準(zhǔn)電平由標(biāo)準(zhǔn)電壓經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)衰耗器提供。用于校準(zhǔn)上述四條可移動的電準(zhǔn)電壓經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)衰耗器提供

51、。用于校準(zhǔn)上述四條可移動的電平刻度線。平刻度線。 3.電子頻率刻度線電子頻率刻度線形成電子頻率刻度線的方法如圖形成電子頻率刻度線的方法如圖所示，電位比較器一個輸入端由所示，電位比較器一個輸入端由四個比較器提供直流電壓，比較器四個比較器提供直流電壓，比較器的另一個輸入端（的另一個輸入端（2）加水平掃描）加水平掃描三角波電壓。三角波電壓。比如，調(diào)節(jié)比如，調(diào)節(jié)P1使得使得v1=V1，則當(dāng)，則當(dāng)三角波電壓三角波電壓v2上升到上升到v2=V1時，時，比較器輸出一個跳變電壓，經(jīng)過比較器輸出一個跳變電壓，經(jīng)過處理后形成一個寬度為幾個垂直處理后形成一個寬度為幾個垂直掃描周期的增輝脈沖，它使得掃描周期的增輝脈沖

52、，它使得若干條暗光柵被加亮。由于光柵很密，一次看起來如同一條若干條暗光柵被加亮。由于光柵很密，一次看起來如同一條垂直線一般。垂直線一般。 頻標(biāo)的形成及混頻原理頻標(biāo)的形成及混頻原理 頻標(biāo)形成：掃頻信號發(fā)生器的輸出，一路加到被測頻標(biāo)形成：掃頻信號發(fā)生器的輸出，一路加到被測系統(tǒng)進行掃頻測量，另一路加到混頻器，并與頻系統(tǒng)進行掃頻測量，另一路加到混頻器，并與頻標(biāo)信號發(fā)生器的固定頻率標(biāo)信號發(fā)生器的固定頻率fr混頻?；祛l。fr在掃頻范圍內(nèi)在掃頻范圍內(nèi)(f1frf2),則產(chǎn)生的差頻也是掃頻的差頻以則產(chǎn)生的差頻也是掃頻的差頻以fr為中為中心向兩邊增加。利用低通濾波器濾掉截頻以外的心向兩邊增加。利用低通濾波器濾掉

53、截頻以外的高的差頻，僅保留高的差頻，僅保留fr附近的低頻成分，就形成了附近的低頻成分，就形成了菱形頻標(biāo)。用這個菱形頻標(biāo)觸發(fā)單穩(wěn)觸發(fā)器，可菱形頻標(biāo)。用這個菱形頻標(biāo)觸發(fā)單穩(wěn)觸發(fā)器，可以得到一個增輝脈沖，在屏幕上顯示一條垂直的以得到一個增輝脈沖，在屏幕上顯示一條垂直的頻標(biāo)線（對于光點掃描式則是菱形頻標(biāo)）。改變頻標(biāo)線（對于光點掃描式則是菱形頻標(biāo)）。改變頻標(biāo)發(fā)生器的頻率，頻標(biāo)線可以左右移動，用來頻標(biāo)發(fā)生器的頻率，頻標(biāo)線可以左右移動，用來校準(zhǔn)頻率刻度線。校準(zhǔn)頻率刻度線。 混頻原理混頻原理設(shè)本振信號（頻標(biāo)）為設(shè)本振信號（頻標(biāo)）為射頻信號（掃頻信號）為射頻信號（掃頻信號）為通過混頻器，使兩信號相乘，通過濾波器取其通過混頻器，使兩信號相乘，通過濾波器取其作為輸出。作為輸出。tVtvLOLOLOcos)(tVvRFRFRFcos)cos()cos(21LORFLORFRFLORFLOVVvvLORF頻標(biāo)產(chǎn)生的原理頻標(biāo)產(chǎn)生的原理 下圖給出了頻標(biāo)產(chǎn)生原理，現(xiàn)以下圖給出了頻標(biāo)產(chǎn)生原理，現(xiàn)以1MHz頻標(biāo)為例進行說明。頻標(biāo)為例進行說明。 頻標(biāo)的形成過程頻標(biāo)的形成過程100.02MHz100.02MHz99.98MHz99.98MHz1MHz1MHz振蕩信號振蕩信號的的100100次諧波次諧波100MHz100MHz 加有頻標(biāo)的波形加有頻標(biāo)的波形（光光點掃描式點掃描式）(b)(