电子测量技术基础课件PPT6频域测量PPT推荐.ppt

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可由网络分析仪完成线性系统频率特性的测量：

可由网络分析仪完成2点频测量法点频测量法线性系统频率特性的经典测量法线性系统频率特性的经典测量法每每次次只只能能将将加加到到被被测测线线性性系系统统的的信信号号源源的的频频率率调调节节到到某某一一个个频频点点。

依依次次设设置置调调谐谐到到各各指指定定频频点点上上，分分别别测测出出各各点点处处的的参参数数，再再将将各各点点数数据据连连成成完完整整的的曲线，从而得到频率特性测量结果。

曲线，从而得到频率特性测量结果。

所所得得频频率率特特性性是是静静态态的的，无无法法反反映映信信号号的的连连续续变变化；

化；

测测量量频频点点的的选选择择对对测测量量结结果果有有很很大大影影响响，特特别别对对某某些些特特性性曲曲线线的的锐锐变变部部分分以以及及失失常常点点，可可能能会会因因频频点选择不当或不足而漏掉这些测量结果。

点选择不当或不足而漏掉这些测量结果。

6.1幅频特性测量幅频特性测量3频频率率源源的的输输出出能能够够在在测测量量所所需需的的范范围围内内连连续续扫扫描描，因因此此可可以以连连续续测测出出各各频频率率点点上上的的频频率率特特性性结结果果并立即显示特性曲线。

并立即显示特性曲线。

优优点点：

扫扫频频信信号号的的频频率率连连续续变变化化，扫扫频频测测量量所所得得的的频频率率特特性是性是动态动态频率特性，也不会漏掉细节。

频率特性，也不会漏掉细节。

不不足足：

如如果果输输入入的的扫扫频频信信号号频频率率变变化化速速度度快快于于系系统统输输出出响响应应时时间间，则则频频率率的的响响应应幅幅度度会会出出现现不不足足，扫扫频频测测量量所所得得幅幅度度小小于于点点频频测测量量的的幅幅度度；

电电路路中中LC元元件件的的惰惰性性会会使使幅幅度度峰峰值有所偏差，因此会产生频率偏离值有所偏差，因此会产生频率偏离。

幅频特性扫频测量法幅频特性扫频测量法4扫扫频频测测量量所所得得的的动动态态特特性性曲曲线线峰峰值值低低于于点点频频测测量量所得的静态特性曲线所得的静态特性曲线。

扫频速度越快，下降越多；

。

动动态态特特性性曲曲线线峰峰值值出出现现的的水水平平位位置置（频频率率）相相对对于于静静态态特特性性曲曲线线有有所所偏偏离离，并并向向频频率率变变化化的的方方向向移动移动。

扫频速度越快，偏离越大；

两种幅频特性测量法的比较两种幅频特性测量法的比较5当当静静态态特特性性曲曲线线对对称称时时，随随着着扫扫频频速速度度加加快快，动动态态特特性性曲曲线线明明显显出出现现不不对对称称，并并向向频频率率变变化化的的方方向向一一侧倾斜；

侧倾斜；

动动态态特特性性曲曲线线较较平平缓缓，其其3dB带带宽宽大大于于静静态态特特性性曲曲线的线的3dB带宽；

带宽；

小小结结：

测测量量系系统统动动态态特特性性，必必须须用用扫扫频频法法；

为为了了得得到到静静态态特特性性，必必须须选选择择极极慢慢的的扫扫频频速速度度以以得得到到近近似似的静态特性曲线，或采用点频法。

的静态特性曲线，或采用点频法。

两种幅频特性测量法的比较（续）两种幅频特性测量法的比较（续）6基本工作原理基本工作原理扫频源的主要特性扫频源的主要特性获得扫频信号的方法获得扫频信号的方法频率标记频率标记宽频段扫频方法宽频段扫频方法6.2扫频测量与扫频源扫频测量与扫频源7能能产产生生扫扫频频输输出出信信号号的的频频率率源源称称为为扫扫频频信信号号发发生生器器或或扫扫频频信信号号源源，简简称称扫扫频频源源。

它它既既可可作作为为独独立立的的测测量量用用信信号号发发生生器，又可作为频率特性测量类仪器的前端。

器，又可作为频率特性测量类仪器的前端。

扫频源的基本工作原理扫频源的基本工作原理8典型的扫频源应具备下列三方面功能：

典型的扫频源应具备下列三方面功能：

产生产生扫频信号扫频信号（通常是等幅正弦波）；

（通常是等幅正弦波）；

产生同步输出的产生同步输出的扫描信号扫描信号，可以是三角波、正弦，可以是三角波、正弦波或锯齿波等；

波或锯齿波等；

产生同步输出的产生同步输出的频率标志频率标志，可以是等频率间隔的，可以是等频率间隔的通用频标、专用于某项测试的专用频标及活动频通用频标、专用于某项测试的专用频标及活动频标。

标。

扫频源的基本工作原理（续）扫频源的基本工作原理（续）9对扫频源通常的对扫频源通常的技术要求：

技术要求：

在预定频带内有足够大的输出功率，且幅度稳定，在预定频带内有足够大的输出功率，且幅度稳定，以获得最以获得最大大的的动态范围动态范围；

调频调频线性好线性好，并有经过校正的，并有经过校正的频率标记频率标记，以便确，以便确定频带宽度和点频输出；

定频带宽度和点频输出；

为使测量误差最小，扫频信号中的为使测量误差最小，扫频信号中的寄生振荡寄生振荡和和谐谐波波均应很均应很小小；

扫频源输出的扫频源输出的中心频率稳定中心频率稳定，并，并可可以任意以任意调调节；

节；

频率偏移频率偏移的范围越的范围越宽宽越好，并越好，并可可以任意以任意调调节。

节。

扫频源的主要特性扫频源的主要特性10有效扫频宽度有效扫频宽度扫频线性扫频线性输出振幅平稳性输出振幅平稳性扫频源的主要特性（续）扫频源的主要特性（续）f0：

扫频输出中心频率：

扫频输出中心频率f1：

扫频起点；

：

f2：

扫频终点：

扫频终点k0：

压控特性：

压控特性f-V曲线的斜率曲线的斜率A1：

寄生调幅最大幅度：

寄生调幅最大幅度A2：

寄生调幅最小幅度：

寄生调幅最小幅度11变容二极管电调扫频变容二极管电调扫频常见于射频至微波段。

实现简单、输出功率适常见于射频至微波段。

实现简单、输出功率适中、扫频速度较快；

扫频宽度小，在宽带扫频时线中、扫频速度较快；

扫频宽度小，在宽带扫频时线性差，需额外进行扫频线性补偿。

性差，需额外进行扫频线性补偿。

YIGYIG（钇铁石榴石）电调扫频（钇铁石榴石）电调扫频常用于产生常用于产生GHz以上以上频段的信号，利用下变频频段的信号，利用下变频可实现宽带扫频。

可覆盖高达可实现宽带扫频。

可覆盖高达10倍频程的频率范围，倍频程的频率范围，扫频线性好、损耗低、稳定性好。

扫频线性好、损耗低、稳定性好。

合成扫频源合成扫频源实实际际上上是是一一种种自自动动跳跳频频的的连连续续波波工工作作方方式式，频频率不完全连续变化，输出频率准确。

率不完全连续变化，输出频率准确。

获得扫频信号的方法获得扫频信号的方法12频频率率标标记记是是扫扫频频测测量量中中的的频频率率定定度度。

产产生生频频标标的的基基本本方方法法是是差差频频法法，利利用用差差频频方方式式可可产产生生一一个个或或多多个个频频标标，频频标标的的数目取决于与扫频信号混频的基准频率的成分。

数目取决于与扫频信号混频的基准频率的成分。

所用的频率基准的频率稳定度和准确度较高所用的频率基准的频率稳定度和准确度较高频标幅度应基本一致、显示整齐频标幅度应基本一致、显示整齐不包含杂频和泄漏进来的扫频信号不包含杂频和泄漏进来的扫频信号多种频标形式以满足不同的显示和测量需要多种频标形式以满足不同的显示和测量需要电路时延尽可能小以减小频率定度误差电路时延尽可能小以减小频率定度误差频率标记频率标记13菱形频标菱形频标利用差频法得到，适用于测量高频段的频率特性。

对作为利用差频法得到，适用于测量高频段的频率特性。

对作为基准频率进行限幅、整形和微分，形成含有很多谐波成分的尖基准频率进行限幅、整形和微分，形成含有很多谐波成分的尖脉冲，再和扫频信号混频。

脉冲，再和扫频信号混频。

脉冲频标脉冲频标由菱形频标变换而来的。

将菱形频标送去触发单稳电路并由菱形频标变换而来的。

将菱形频标送去触发单稳电路并产生输出，整形后形成极窄的矩形脉冲频标，也叫针形频标。

产生输出，整形后形成极窄的矩形脉冲频标，也叫针形频标。

宽度较菱形频标窄，在测量低频电路时分辨力更高。

线形频标线形频标状如一条条极细的垂直亮线，是光栅增辉式显示器特有的状如一条条极细的垂直亮线，是光栅增辉式显示器特有的频标形式。

频标形式。

频率标记（续）频率标记（续）14差频式宽频段扫频差频式宽频段扫频宽频段扫频方法宽频段扫频方法定定频频振荡器振荡器扫频本振扫频本振低通低通滤波滤波宽带宽带放大放大宽带宽带输出输出将将固固定定频频率率的的振振荡荡器器与与作作为为本本振振信信号号的的扫扫频频振振荡荡源源在在混混频频器器上上取取差差频频。

只只要要使使定定频频振振荡荡器器的的输输出出电电平平远远小小于于扫扫频频本本振振的的电电平平，则则差差频频信信号号的的幅幅度度便便由由定定频频振振荡荡器器的的幅幅度度决决定定，扫扫频频过过程程中中差差频频幅幅度度可可基本保持不变。

基本保持不变。

15全基波多频段联合式扫频全基波多频段联合式扫频宽频段扫频方法（续宽频段扫频方法（续1）16将频段相衔接的几个单频段基波扫频振荡器组件封装起将频段相衔接的几个单频段基波扫频振荡器组件封装起来，用逻辑电路控制微波开关，因此可以任意选用某个频段来，用逻辑电路控制微波开关，因此可以任意选用某个频段的振荡器输出，也可使几个振荡器依次产生连续的输出频率，的振荡器输出，也可使几个振荡器依次产生连续的输出频率，实现宽频带扫频。

实现宽频带扫频。

在在上上图图所所示示的的宽宽频频带带扫扫频频方方案案中中，多多个个输输出出频频率率相相接接的的YIG调调谐谐基基波波扫扫频频源源结结合合在在一一起起，由由控控制制信信号号通通过过PIN开开关关进进行行选选择择、组组合合，按按需需提提供供单单频频段段或或多多频频段段联联合合的的扫扫频频输输出出。

两两个个定定向向耦耦合合器器与与两两个个检检波波器器的的组组合合用用于于对对高高、低低频频段段稳稳幅幅信号取样。

信号取样。

全基波多频段联合式扫频全基波多频段联合式扫频17多倍频程宽带扫频多倍频程宽带扫频以以较较宽宽频频带带的的基基波波扫扫频频振振荡荡器器为为基基础础，除除了了直直接接输输出出这这个个低低频频段段信信号号外外，还还可可将将它它加加到到可可选选倍倍率率n的的倍倍频频器器中中以以产产生生若干个较高频段。

基波回路与倍频器是同时调谐的。

若干个较高频段。

这这种种倍倍频频式式（谐谐波波式式）宽宽带带扫扫频频源源较较全全基基波波式式构构造造简简单单，但但在在高高频频段段输输出出时时可可能能夹夹杂杂来来自自低低频频段段的的部部分分谐谐波波频频率率寄寄生生信号；

另外，倍频之后的信号寄生调频及噪声也随之倍增。

信号；

宽频段扫频方法（续宽频段扫频方法（续2）18测测量量线线性性系系统统的的相相频频特特性性时时，常常以以被被测测电电路路输输入入端端的的信信号号作作为为参参考考信信号号，输输出出端端信信号号作作为为被被测测信信号号，所所测测的的输输入入/输输出出相相位位差差就就是是电电路路的的相相频频特特性点。

性点。

相相位位测测量量同同样样可可采采用用点点频频或或扫扫频频法法以以获获得得相相频频特特性性曲曲线线：

扫扫频频法法所所得得的的相相频频特特性性主主要要是是被被测测网网络络的的相相位位和和时时延延特特性性的的动动态态测测量量；

本本节节主主要要讨讨论论对对单单频频点点上上的的网网络络时时延延特特性性和和相相位位差差进进行行点点频频测测量量，以以及及用用于于点点频频测测量量的的相相频频特特性性测测量量仪