6.1频率特性测试仪6.2频谱分析仪器6.3付里叶分析仪6.4扫描式频谱仪6.5频谱分析仪在频域测试中的应用6.6谐波失真度测量6.7调制度测量6.8频谱仪的使用方法本章重点扫频信号的产生扫频法测量电路的幅频特性曲线扫频外差式频谱显示技术频谱仪的工作原理及其应用本章难点扫频测量技术外差式频谱仪工作原理6.1频率特性测试仪点频测量法扫频测量法6.1.3扫频测量技术1.扫频源的基本工作原理扫频源的基本工作原理（续）2.扫频源的主要特性3.扫频信号的主要工作特性中心频率中心频率是指在线性扫频时，频率变化是均匀的，称为频偏。中心频率为：中心频率范围指f0的变化范围，也就是扫频仪的工作频率范围。即称为相对扫频宽度。扫频速度（df/dt）：扫频信号的频率随时间的变化率。1)磁调制扫频它是利用非线性电感的调频方法，它具有寄生调幅小，相对扫频宽度大，电路简单等优点。缺点是需要调制功率大，大多采用电子管电路，并且用市电作为调制信号。如BT3（0——300M）2).变容二极管扫频等效电路如图工作原理：基于PN结反向偏置时，结电容与偏置电压有关这一原理制成的。变容管扫频仪的组成及原理3)扫频信号的的特性应满足要求有足够的扫频范围，即有效的扫频宽度；有良好的扫频线性集电结面积大于发射结面积；扫频范围可调，具有较好的实用性；扫频信号的振幅稳定性较好；6.稳幅电路7.输出衰减器8.频率标记频率标记：用于频率值的标定，频率标记简称频标主要有四种方法（模拟法）：差频法、电压比较法、吸收法、选频法差频法：形成菱形频标，适用于高频扫频仪中。（频标宽度）图6-14菱形频标显示图10.探头扫频仪随机带有两条输出电缆（即两个输出探头）和两条输入电缆（即两个输入探头），输出探头有开路探头和匹配探头，输入探头有检波探头和非检波探头。要根据被测电路的输入阻抗和电路的功能选择探头。原理框图BT-3C型扫频仪的使用方法（2）使用方法6.2频谱分析仪器频谱仪的工作原理6.2.1频谱分析的基本概念2.周期信号的频谱特性离散性：频谱是离散的，由无穷多个冲激函数组成；谐波性：谱线只在基波频率的整数倍上出现，即谱线代表的是基波及其高次谐波分量的幅度或相位信息；收敛性：各次谐波的幅度随着谐波次数的增大而逐渐减小。3非周期信号的频谱4离散时域信号的频谱5.信号的频谱分析技术6.2.2频谱分析仪的基本原理非实时分析法在任意瞬间只有一个频率成分能被测量，无法得到相位信息。适用于连续信号和周期信号的频谱测量。扫频式分析：使分析滤波器的频率响应在频率轴上扫描。差频式分析（外差式分析）：利用超外差接收机的原理，将频率可变的扫频信号与被分析信号进行差频，再对所得的固定频率信号进行测量分析，由此依次获得被测信号不同频率成分的幅度信息。这是频谱仪最常采用的方法。频谱分析仪的分类6.3付里叶分析仪6.3.1FFT分析仪原理FFT分析仪的特点FFT分析仪中的数字混频FFT实质上是基带变换，对窄带带通信号有所限制。通过数字混频可实现频谱仪分析频带的选择：借助混频器将ADC的输出与数字正弦波在时域中相乘，则在频域内可实现频谱搬移。FFT分析仪数字混频框图频率分辨率：采样频率一定时，FFT的点数越多，频率分辨率越高。频率分辨率Δf、采样频率fS和分析点数N三者之间的关系为Δf=fS/N。降数据率抽取与抗混叠滤波要提高FFT分析仪的频谱分辨率，可采取降低采样速率fS，或增加FFT分析点数的措施。过低的fS会引起频谱混叠、减小分析带宽，还会导致信噪比下降；FFT的分析点数也不能无限增大，因为过大的数据量使数字信号处理器的负担过重，过长的计算时间也会影响显示刷新速度。解决方案：在不改变fS和N的前提下对数字信号进行抽取，以此降低数据率。同时还需对抽取后的数据进行滤波，以免频谱混叠。使用数字滤波器可以同时实现抽取和滤波。频谱泄漏及其处理FFT在原理上是采用有限长的时间记录进行付氏变换，并在总体上不断重复以代表对无限长实际序列的积分。然而在重复波形时，某些波形的形状和相位可能会有瞬变，这种情况下的FFT频谱与付氏变换积分的结果有较大差异，频谱图中会看到谱线的频率范围变宽，这就是频谱泄漏。常用解决办法是使用窗函数与时间记录相乘，即强迫波形在有限长度的时间记录之外变为零，于是波形不再有瞬变现象。FFT分析仪的性能指标幅度特性动态范围：取决于ADC的位数、数字数据运算的字长或精度。灵敏度：取决于本底噪声，主要由前置放大器噪声决定。幅度读数精度：幅度谱线的误差来源包括计算处理误差、频谱混叠误差、频谱泄漏误差以及每次单个记录分析所含的统计误差等。其中统计误差与信号处理方法、谱估计方法、统计平均方法及次数有关，往往需要在改变设置和多次