电子测量原理 第章线性系统频率特性测量和网络分析 口10.1线性系统频率特性测量 口10.2网络分析仪 第1页
电子测量原理 第1页 第10章 线性系统频率特性测量和网络分析 ❑ 10.1 线性系统频率特性测量 ❑ 10.2 网络分析仪
电子测量原理 10.1线性系统频率特性测量 ◆10.1.1幅频特性测量 ◆10.1.2扫频测量与扫频源 ◆10.1.3相频特性测量 第2页
电子测量原理 第2页 10.1 线性系统频率特性测量 ◆ 10.1.1 幅频特性测量 ◆ 10.1.2 扫频测量与扫频源 ◆ 10.1.3 相频特性测量
电子测量原理 引言 ◆频域中的两个基本测量问题 信号的频谱分析:可由频谱分析仪完成 线性系统频率特性的测量:可由网络分析仪完成 ◆什么是线性系统的频率特性? 正弦信号 线性网丝稳态响应 H(i):频率响应∫幅度|H(jo)|:幅频特性 或频率特性相位p(a):相频特性 第3页
电子测量原理 第3页 引 言 ◆ 什么是线性系统的频率特性？ 线性网络 正弦信号 稳态响应 H(jω)：频率响应 或频率特性 幅度|H(jω)|：幅频特性 相位φ(ω) ：相频特性 ◆ 频域中的两个基本测量问题 信号的频谱分析：可由频谱分析仪完成 线性系统频率特性的测量：可由网络分析仪完成
电子测量原理 10.1.1幅频特性测量 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,可能会因 频点选择不当或不足而漏掉这些测量结果。 第4页
电子测量原理 第4页 10.1.1 幅频特性测量 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，可能会因 频点选择不当或不足而漏掉这些测量结果
电子测量原理 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。 第5页
电子测量原理 第5页 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
电子测量原理 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 第6页
电子测量原理 第6页 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；
电子测量原理 两种幅频特性测量法的比较(续) 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。 第7页
电子测量原理 第7页 ◆ 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）
电子测量原理 10.1.2扫频测量与扫频源 >基本工作原理 扫频源的主要特性 获得扫频信号的方法 频率标记 宽频段扫频方法 第8页
电子测量原理 第8页 10.1.2 扫频测量与扫频源 ➢ 基本工作原理 ➢ 扫频源的主要特性 ➢ 获得扫频信号的方法 ➢ 频率标记 ➢ 宽频段扫频方法
电子测量原理 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。 频标产 稳幅放大器 取样检波器 ALC 生电路略频标输出 扫频振荡器 fr2 混频器 低通滤波器 宽带放大器 输出衰减器 扫频输出 本振fo 扫描信号 发生器 X轴扫描输出 第9页
电子测量原理 第9页 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。 扫描信号 发生器 稳 幅 放大器 ALC 低通滤波器 宽带 放大器 输 出 衰减器 频标产 生电路 混频器 本 振 f0 频 标 输 出 X 轴 扫描输出 扫 频 输 出 取样 检波器 扫频振荡器 f 1 ~f 2
电子测量原理 扫频源的基本工作原理(续) 典型的扫频源应具备下列三方面功能 产生扫频信号(通常是等幅正弦浪); 产生同步输出的扫描信号,可以是三角波、正 弦浪或锯齿浪等 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。 第10页
电子测量原理 第10页 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）