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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上,用