第六章-频域测量.ppt

1、第六章频域测量、第六章频域测量、第一节概况第二节扫描分析器第三节多频测量第四节白噪声线性系统测量中第五节信号的频谱分析、第一节概况和频域特性的基本测量方法取决于施加到被测量系统的测量信号。 正弦波点频率法正弦波扫描法素数正弦波法伪随机信号法，第一节概要，点频率法：“每个点(每个频率点)测量振幅和相位特性的方法。 第一节概述测量过程：将正弦波信号源连接到被测量电路的输入端，从低到高改变信号源的频率，信号源的电压不可超过被测量电路的线性工作范围。 用测定器在各频率点测定输出信号和输入信号的振幅比和相位差，以f为横轴，以振幅比(或相位差)为纵轴，可以画出被测定电路的频率特性曲线。 第一节概要，正弦波

2、点频率法是经典的测量方法，属于静态测量。 优点：原理简单，所需设备也不复杂的缺点：操作费时间，而且频率偏差不连续，容易去除某些特性的突出点。 第一节概述扫描法：把正弦波信号的频率随着时间在一定的规律内在一定的范围内反复扫描，再测定电路频率特性的方法。 是动态度量。 频率扫描的正弦信号，称为“扫描信号”。 第一节概述、素数正弦波法：为了克服线性系统中非线性失真的影响，第一节概述、正弦测量技术的理论基础：正弦信号激励下的线性系统是输出响应具有与输入相同频率的正弦波，但振幅和相位可能不同。 第一节概述，伪随机信号法：模拟白噪声，完成宽频谱的快速测量。 第二节扫描分析器、频率特性分析器的基本概念：扫描

3、时间：频率从一个规定值变化到另一个规定值的时间间隔，两个规定值是扫描宽度的两个界限值。 扫描宽度：扫描独占的频率范围内的最高频率和最低频率的差。 第二节扫描频率分析仪，中心频率：位于频谱宽度中心的频率。 全扫描频率：工作模式下，在此模式下工作时，扫描仪会扫描规定的全频带。 窄扫描频率：也是工作模式，在此模式下工作时，扫描仪会扫描指定的频带。 第二节扫描频率分析仪，频偏(正弦波调制):指调频波中瞬时频率和中心频率的差。 灵敏度：偏转灵敏度。 有效显示画面内显示信号的能力的额定系数。 mV/cm或mV/div单位。 调制非线性：在屏幕的有效显示面内发生的频率线性误差。 在屏幕上扫描信号的频率分布表

4、现为不均匀。 第二节扫描分析器，分类：将显示器分为构成形式的无显示器：扫描信号发生器，第二节扫描分析器，按用途分为通用扫描分析器的专用频率计宽带扫描阻抗显示器微波综合测量仪。 第二节频率扫描分析器，高频吸尘器电视扫描仪，按频率分割低频扫描计。 第二节扫描分析器、扫描源：将能够产生扫描输出信号的频率源称为扫描信号发生器或扫描信号源，简称为扫描源。 第二节扫描频率分析器，典型扫描频率源必须具备三个功能：产生扫描频率信号以产生同步输出的扫描信号，生成同步输出的频率标志。 扫描分析仪由扫描源和显示器组成。 第二节扫描分析器、扫描分析器的工作原理：根据显示原理，点扫描式光栅增辉式、第二节扫描分析器、点扫

5、描式、第二节扫描分析器、光栅增辉式在长馀辉显示管屏幕上产生与频率有关的暗光栅，在屏幕上由对应的增亮脉冲在每个暗光栅中产生于不同高度处的亮点构成，如果暗光栅足够多，那么将多个点连接成一条曲线，以形成振幅特性曲线。由于能显示电子电平和频率数目刻度线，所以测量精度高，第二节扫描分析器具有扫描部分相当于一个信号源，波形失真小，产生频率随时间线性变化的信号电压的功能。 第二节扫描频率分析器，获得扫描信号的方法：机械扫描频率电抗管扫描频率可变电容二极管扫描频率磁调制扫描频率MHz级YIG扫描频率GHz级，第二节扫描频率分析器，可变电容二极管反向偏置时，结电容为施加电压的大通过将可变电容二极管用作振荡电路的

6、电容的一部分，并在可变电容管的两端施加逆电压的调制电压，可以实现扫描振荡的目的。 第二节扫描频率分析装置是扫描频率信号的基本要求：足够宽的扫描频率范围良好，扫描频率直线振幅的稳定性好，第三节多频测量，多频测量：将多频信号用作测试信号的频域测量技术。 多频信号：一个离散频率的正弦波集合。第3节多频测量、Ai :第I个正弦波宽度 i :第I个正弦波的初相角hi :第I个正弦波的角频率倍频1 :基频、第3节多频测量、素数正弦波法：从第3节中选择几个要素数倍的最小角频率的正弦波信号合成波作为测试信号。 从hi:3的一些素数将该信号加到被检网络的输入上，以检测在被检网络的输出信号的素数数倍的基频点上的频

7、谱，并且与输入进行比较以获得被检网络的频率特性。 第三节多频测量通过采用从3开始的素数正弦波作为测试信号，可抑制被测量系统的非线性对测量结果的影响。 在第三节多频率测量中，低频率的素正弦波由网络的非线性产生的高次谐波分析为，与高频率的素正弦波频率相同的系统的非线性产生的互调制失真的和频率和差分频率信号不是素正弦波。 第三节多频测量、多频测量速度快，可以以微机为基础构成高速频率特性测量系统，实现频域测量的自动化。 第四节在白噪声线性系统测试中的应用，噪声作为一个测试信号，适于模拟被测系统的实际工作状态。 第四节在白噪声线性系统测试中的应用，高斯白噪声：概率密度函数是高斯型的(遵循正态分布)功率谱

8、密度平坦的。 第四节白噪声线性系统测试中的应用主要应用领域：多路通信中的白噪声测试的目的是估计系统中的串扰失真和通过另一通道的呼叫引起的电话信道中的寄生背景噪声。 第四节在白噪声线性系统测试中的应用，非线性失真的动态测量可以利用白噪声模拟实际工作状态的动态测试，真实地反映系统的非线性失真程度。 第四节应用于白噪声线性系统测试，该系统的工作性能利用白噪声作为测试信号来获得系统的冲激响应h(t )，并利用线性系统的冲激响应h(t )与频率响应之间的关系是一对傅立叶变换第五节信号的频谱分析、时域分析：研究信号的瞬时振幅u与时间t的关系的频域分析：研究信号中各频率分量的振幅a与频率f的关系，第五节信号

9、的频谱分析、时域与频域的关系、第五节信号的频谱分析， 信号频谱分析的内容是信号本身的频率特性分析是线性系统的非线性失真的测量、第五节信号的频谱分析、频谱分析器使用不同的方法在频域内测量并显示信号的电压、功率、频率等参数的设备。 第五节信号的频谱分析，多通道滤波式频谱分析仪，第五节信号的频谱分析，优点：实时性好的缺点：大量的滤波分辨率和灵敏度不高，第五节信号的频谱分析，扫频外差分式频谱分析仪，第五当其频率fw在一定范围内扫描时，输入信号的各频率成分fx在混频器中产生fw和差分频率f0=fx-fw，它们依次进入中频放大器的通带内，由滤波器选择并经由检波器施加到示波器的垂直偏转系统中。 示波器的水平

10、扫描电压由于是调制扫描振荡器的电压，因此水平轴在频率轴上表示输入信号的频谱。 第五节信号的频谱分析，优点：频率范围宽，灵敏度高，频率分辨率可变的缺点：实时性稍差，第五节信号的频谱分析， FFT式频谱分析仪的数字谱仪的优点：电路结构比较简单的测量速度比外差式谱仪快的缺点：频率垄断范围达不到外差式谱仪，第五节信号的频谱分析， 频谱计的操作特性：频率分辨率是可区分频谱计的最小频谱间隔，频谱计表示识别两个非常接近的频率分量的能力。 定义静态振幅特性曲线的3dB带宽为“静态分辨率Bq”，而扫动动作时的动态振幅特性曲线的3dB带宽为“动态分辨率Bd”，第五节的信号的频谱分析、扫动宽度和分析时间扫描宽度也称为“分析频谱宽度”，频谱测定器进行一次测定分析“全景光谱仪”是指扫频宽，容易看到信号光谱的整体像。 分析时间：完成光谱分析所需的时间。 实际上，因为是一次扫描的正行程的时间，所以也称为扫描时间。 扫描速度：扫描宽度与分析时间之比。 在第五节信号的频谱分析中，选择频谱的正确使用扫描宽度，是基于所测量信号的频谱宽度来选择的。 带宽Bq的选择静态分辨率Bq的选择应该根据扫动宽度来进行。 此外，在第五节点信号的频谱分析中，扫动宽度通常是5k30kHz (