频域测量技术课件教案.pptx

会计学8.1频域测量的原理与分类图8.1信号的三维特性 8.1.2频域测量的分类
根据实际应用的需求，频域分析和测量的对象和目的也各不相同，通常有以下几种：
（1）频率特性测量：主要对网络的频率特性进行测量，包括幅频特性、相频特性、带宽及回路Q值等。
 （2）选频测量：
利用选频电压表，通过调谐滤波的方法，选出并测量信号中某些频率分量的大小。

（3）频谱分析：
用频谱分析仪分析信号中所含的各个频率分量的幅值、功率、能量和相位关系，以及振荡信号源的相位噪声特性、空间电磁干扰等。
（4）调制度分析测量：
对各种频带的射频信号进行解调，恢复调制信号，测量其调制度，如调幅波的调幅系数、调频波的频偏、调频指数以及它们的寄生调制参量。
（5）谐波失真度测量：
信号通过非线性器件都会产生新的频率分量，俗称非线性失真。这些新的频率分量包括谐波和互调。8.2线性系统频率特性测量图8.2静、动态测量曲线 2.扫频测量法
扫频测量法具有以下优点：
（1）可实现网络频率特性的自动或半自动测量，特别是在进行电路测试时，人们可以一面调节电路中的有关元件，一面观察荧光屏上频率特性曲线的变化，随时判明元件变化对幅频特性产生的影响，迅速调整，查找电路的故障。
（2）由于扫频信号的频率是连续变化的，因此，所得到的被测网络的频率特性曲线也是连续的，不会出现由于点频法中频率点离散而遗漏细节的问题，且能够观察到电路存在的各种冲激变化，如脉冲干扰等，更符合被测电路的应用实际。
（3）扫频测量法测量简单、速度快，可实现频率特性测量的自动化，已成为一种广泛使用的方法。 3.多频测量法
多频测量是利用多频信号作为激励信号的一种频域测量技术。所谓“多频信号”，是指由若干频率离散的正弦波组成的集合。多频测量将这个“多频信号”作为激励，同时加到被测系统的输入端，并检测被测网络输出信号在这些频率点的频谱，在与输入进行比较之后就可以得到被测网络的频率特性。
4.广谱快速测量法
当系统对非线性失真的要求较高时，可采用白噪声作为测量的激励信号。 8.2.2相频特性测量
在测量线性系统的相频特性时，以被测电路输入端信号作为参考信号，输出端信号作为被测信号，用相位计测量输出端信号与输入端信号之间的相位差。调节正弦波发生器输出信号的频率，用描点的方法可得到相位差随频率的变化规律，即线性系统的相频特性，如图8.3所示。
图8.3线性系统的相频特性测量 8.2.3扫频仪
1.基本工作原理
对扫频信号发生器的基本要求是：
（1）中心频率范围大且可以连续调节。 （2）扫频宽度要宽且可任意调节，常用频偏进行描述。
（3）寄生调幅要小。
（4）扫描线性度好。 图8.4中，扫频信号发生电路的振荡频率受扫描电压u2所调制。图8.4扫频仪的简要原理框图 为保证扫频仪有很宽的工作频率范围，往往将整个工作频段划分成几个分波段，还可以通过混频的方法获得更高的工作频率，如图8.5所示。
图8.5混频法拓展扫频仪至更高的工作频率 2.主要技术指标
扫频仪的主要技术指标有：有效扫频带宽、扫频线性、幅度不平坦性等。
1）有效扫频宽度和中心频率
有效扫频宽度也称扫频频偏，是指在扫频线性和幅度不平坦性符合要求的前提下，一次扫频能达到的最大频率范围，即
 Δf=fmax-fmin
式中,Δf为有效扫频宽度；fmax、fmin为一次扫频时能达到的最高和最低瞬时频率。 中心频率定义为

而把Δf/f0称为相对扫频宽度，即


通常把Δf远小于信号瞬时频率值的扫频信号称为窄带扫频，把Δf可以和信号瞬时频率相比拟的扫频信号称为宽带扫频。
2）扫频线性
扫频线性表示扫频信号频率与扫描电压之间线性相关的程度，常用扫频线性系数来表示，定义为

3）幅度不平坦性
在幅频特性测量中，必须保证扫频信号的幅度保持不变。扫频信号的幅度不平坦性常用它的寄生调幅来表示，定义为

式中，A、B表示扫频信号的最大和最小幅度。 3.扫频仪的分类
1）按用途划分
按用途划分，扫频仪可分为通用扫频仪、专用扫频仪、宽带扫频仪、阻抗图示仪、微波综合测量仪
2）按频率划分
按频率划分，扫频仪可分为低频扫频仪、高频扫频仪、电视扫频仪等。 4.扫频仪的应用
1）电路幅频特性的测量
测量电路如图8.6所示。
图8.6幅频特性的测量 图8.7给出了典型滤波器的频率特性测量曲线。
图8.7典型滤波器的频率特性测量曲线 2）电路参数的测量
(1)增益的测量。
在调好幅频特性的基础