《频域测量》课件

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1、第6章频域测量6.1扫频仪概述扫频仪，又称频率特性测试仪，用来测定各种有源、无源二端口和四端口网络（如调频放大器、宽频放大器、各种滤波器、鉴频器、雷达等）的传输特性、阻抗特性和反射特性等。点频测量法——线性系统频率特性的经典测量法每次只能将加到被测线性系统的信号源的频率调节到某一个频点。依次设置调谐到各指定频点上，分别测出各点处的参数，再将各点数据连成完整的曲线，从而得到频率特性测量结果。所得频率特性是静态的，无法反映信号的连续变化；测量频点的选择对测量结果有很大影响，特别对某些特性曲线的锐变部分以及失常点，可

2、能会因频点选择不当或不足而漏掉这些测量结果。幅频特性扫频测量法频率源的输出能够在测量所需的范围内连续扫描，因此可以连续测出各频率点上的频率特性结果并立即显示特性曲线。优点：扫频信号的频率连续变化，扫频测量所得的频率特性是动态频率特性，也不会漏掉细节。不足：如果输入的扫频信号频率变化速度快于系统输出响应时间，则频率的响应幅度会出现不足，扫频测量所得幅度小于点频测量的幅度；电路中LC元件的惰性会使幅度峰值有所偏差，因此会产生频率偏离。两种幅频特性测量法的比较扫频测量所得的动态特性曲线峰值低于点频测量所得的静态特性曲

3、线。扫频速度越快，下降越多；动态特性曲线峰值出现的水平位置（频率）相对于静态特性曲线有所偏离，并向频率变化的方向移动。扫频速度越快，偏离越大；当静态特性曲线对称时，随着扫频速度加快，动态特性曲线明显出现不对称，并向频率变化的方向一侧倾斜；动态特性曲线较平缓，其3dB带宽大于静态特性曲线的3dB带宽；小结：测量系统动态特性，必须用扫频法；为了得到静态特性，必须选择极慢的扫频速度以得到近似的静态特性曲线，或采用点频法。两种幅频特性测量法的比较（续）2．常用频域测试仪器（1）频率特性测试仪（2）频谱分析仪6.1.1常

4、用术语1.扫频信号发生器2.扫频仪3.有效频率范围4.扫频宽度5.扫频中心频率6.扫频方式7.自动扫频8.手动扫频9.触发扫频10.单次触发扫频11.对数扫频12.起止扫频13.标志扫频14.窄带扫频外扫频15.频率标志16.分辨率17.扫频线性误差18.扫频时间6.1.2扫频仪中的关键器件1、变容二极管2.变容二极管扫频等效电路如图V变容管在零偏压时的电容。PN结的内建电位差，硅管=0。6v电容指数，决定于PN结中杂质浓度的分布情况，对于突变结变容管，，而超突变结变容管势垒电容与外加电压的关系：工作原理：基于

5、PN结反向偏置时，结电容与偏置电压有关这一原理制成的。变容二极管构成的振荡回路扫描信号隔直电容偏置电压接振荡器变容管扫频振荡器的优点：电路简单，频偏宽，对调制信号几乎不消耗功率。它一般用于晶体管化的扫频仪中。L变容管扫频仪的组成及原理变容管扫频发生器被测电路峰值检波器三角波扫描发生器XY变容二极管等效电路图表变容特性曲线2、电协调变容二极管变容二极管有三种类型：参数变容二极管、功率变容二极管、电调谐变容二极管。在扫频仪中使用的是电调谐变容二极管。6.2扫频仪工作原理6.2.1整机电路原理框图它主要由扫频信号源和

6、显示系统两大部分构成。扫频源的基本工作原理能产生扫频输出信号的频率源称为扫频信号发生器或扫频信号源，简称扫频源。它既可作为独立的测量用信号发生器，又可作为频率特性测量类仪器的前端。典型的扫频源应具备下列三方面功能：产生扫频信号（通常是等幅正弦波）；产生同步输出的扫描信号，可以是三角波、正弦波或锯齿波等；产生同步输出的频率标志，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标。扫频源的基本工作原理（续）扫频源的主要特性对扫频源通常的技术要求：在预定频带内有足够大的输出功率，且幅度稳定，以获得最大的动

7、态范围；调频线性好，并有经过校正的频率标记，以便确定频带宽度和点频输出；为使测量误差最小，扫频信号中的寄生振荡和谐波均应很小；扫频源输出的中心频率稳定，并可以任意调节；频率偏移的范围越宽越好，并可以任意调节。有效扫频宽度扫频线性输出振幅平稳性扫频源的主要特性（续）f0：扫频输出中心频率f1：扫频起点；f2：扫频终点k0：压控特性f-V曲线的斜率A1：寄生调幅最大幅度A2：寄生调幅最小幅度1、扫频信号源的构成及功能扫频信号源由扫频单元、频标单元和衰减器三部分组成，在控制信号的作用下要求扫频信号源具有以下功能:能产

8、生频率做线性变化的扫频信号；这个扫频信号的输出是等幅的，且具有一定的功率；扫频信号的频偏应尽可能大且中心频率可调；要求扫频信号的线性度良好；能产生和扫频信号同步的频率标记；输出阻抗要恒定。2、显示系统的构成及功能对于显示系统而言，主要的要求有两点：轨迹明亮而清晰，在不失真的前提下要有足够高的增益。显示系统主要由斜波电压发生器，x，y轴通道放大器及示波管等电路构成。6.2.2单元电路工作