时频测量技术.ppt
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1、4.9 时频测量技术,4.9.1 调制域测量 1)什么是调制域测量 2)为什么要进行调制域测量 4.9.2 时频测量原理如何实现调制域测量 1)瞬时频率测量原理 2)无间隔计数器的实现 3)提高测量速度与分辨力的方法 4)调制域分析的应用 5)发展动态,4.9.1 调制域测量,1)什么是调制域测量?,电信号的完整关系:可用三个量以及之间的关系来描述。 这三个量就是: 时间、幅度和频率,其中: 幅度-时间关系:示波器 幅度-频率关系:频谱仪 频率-时间关系:调制域分析仪,下图所示描述了同一信号在时域(V-T)、频域(V-F)、调制域(F-T)的特性。 调制域分析仪 能够完成时间与频率关系测量的仪
2、器称为调制域分析仪。 调制域即指由频率轴(F)和时间轴(T)共同构成的平面域 调制域测量技术是对时域和频域测量技术的补充和完善。,4.9.1 调制域测量,4.9.1 调制域测量,1)什么是调制域测量? 时域与频域分析的局限性 一个实际的信号可以从时域和频域进行描述和分析,时域分析可以了解信号波形(幅值)随时间的直观变化;频域分析则可以了解信号中所含频谱分量,但是,却不能把握各频谱分量在何时出现。 调制域概念 在通信等领域中,各种复杂的调制信号越来越多地被人们使用,因而,常常需要了解信号频率随时间的变化,以便对调制信号等进行有效分析即调制域分析。 调制域即指由频率轴(F)和时间轴(T)共同构成的
3、平面域。,4.9.1 调制域测量,2)为什么要进行调制域测量? 在通信等领域中,各种复杂的调制信号越来越多地被人们使用,因而,常常需要了解信号频率随时间的变化,以便对调制信号等进行有效分析即调制域分析。 方便地表达出频域和时域中难以描述的信号参数和信号特性。为人们对复杂信号的测试和分析提供了方便直观的方法,解决了一些难以用传统方法或不可能用传统方法解决的难题。,4.9.2 时频测量原理,1)瞬时频率测量原理 瞬时频率的概念 信号频率随时间的变化,可将频率量视为时间t的连续函数,用f(t)表示。f(t)也代表了时间t时的瞬时频率。 平均频率 实际上,由于测量上的困难,瞬时频率只是一种理论上的概念
4、。因为所有测量都需要一定的采样时间(闸门时间),测量结果则为该采样时间内的平均频率。 用平均频率逼近瞬时频率 在时间轴上以某个时刻t0为起始点,连续地对被测信号进行采样,则:,各采样计数值Mi与相应时间点ti相对应。则可得到采样时间内的平均频率值。当时间趋于无限小时即可得到各时间点的瞬时频率值。 如下图所示,采样点A作为时间起始点t0,则: 在采样点B得到事件周期值M1和时间标记: (T0为时标) 在采样点C得到事件周期值M2和时间标记: 于是,B点的频率为: 同理,C点的频率为 如此连续不断地测量下去就得到了时频曲线。,4.9.2 时频测量原理,4.9.2 时频测量原理,2)无间隙计数器的实
5、现 无间隙计数器 通用计数器的频率测量,其前后两次闸门之间必然存在一段间隙时间(显示、存储、下一次测量准备),使有用信息被丢失,导致时间轴上的不连续性。为此,就要使用无间隙计数器方案。 实现原理 使用两组计数器交替工作,每一组都包括时间计数器(对时标T0)和事件计数器。当一组计数器工作时,另一组计数器进行数据的显示等工作。 如此往复交替,完成时间轴上无间隙的测量。,4.9.2 时频测量原理,工作原理波形图,原理框图,4.9.2 时频测量原理,4.9.2 时频测量原理,3)提高测量速度与分辨力的方法 采用同步和内插技术提高分辨力 两组基本计数器均采用双计数器(事件计数器和时间计数器)且闸门由输入
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