第5章频域测量.ppt
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1、,第5章 频域测量,5.1 频谱分析的基本概念 5.2 扫描式频谱仪 5.3 傅里叶分析仪 5.4 相位噪声测量 5.5 小结,哈尔滨工业大学电气学院 梁军,第5章 频域测量,5.1 频谱分析的基本概念 5.2 扫描式频谱仪 5.3 傅里叶分析仪 5.4 相位噪声测量 5.5 小结,信号频谱:信号的全部频率分量组成的幅度谱,时间,幅度 (功率),频率,时域测量,频域测量,频谱的两种基本类型:连续频谱、离散频谱,时频关系,第5章 频域测量,5.1 频谱分析的基本概念 5.2 扫描式频谱仪 5.3 傅里叶分析仪 5.4 相位噪声测量 5.5 小结,第5章 频域测量,5.2 扫描式频谱仪 5.2.1
2、 滤波式频谱分析技术 5.2.2 外差式频谱仪,第5章 频域测量,5.2 扫描式频谱仪 5.2.1 滤波式频谱分析技术 5.2.2 外差式频谱仪,滤波式频谱分析的基本原理,滤波式频谱仪有以下几种: 档级滤波式频谱仪 并行滤波式频谱仪 扫频滤波式频谱仪 数字滤波式频谱仪,中心频率多个或可变,档级滤波式频谱仪,并行滤波,串行检波 测量的实时性差 体积大、分辨力不高 适用于低频段的音频测试,滤波器组:中心频率固定、相邻,通带互相衔接,并行滤波式频谱仪,并行滤波,并行检波 速度快,测量的实时性强 体积大,扫频滤波式频谱仪,中心频率可调的窄带滤波器,测量的实时性差 结构简单、价格低廉 损耗大,调谐范围窄
3、,分辨力差,数字滤波式频谱仪,等效多个模拟滤波器 中心频率由时基电路控制改变,频率分辨力高 处理精度高,第5章 频域测量,5.2 扫描式频谱仪 5.2.1 滤波式频谱分析技术 5.2.2 外差式频谱仪,基本原理:与超外差式收音机相同,中心频率固定为,混频器,组成和工作过程,频率变换原理,需要的,不需要的,镜像频率,记为,当测量 频率成分的幅值时, 频率成分的幅值会迭加在其上,引起测量误差,解决方法:提高中频频率,从而增加镜像频率fimag和频率分量fX的频率间距,高中频频率变换,多级混频-将高中频信号降低到固定低中频,主要性能指标,输入频率范围,频谱仪可以测量的最大频率区间,主要由扫描本振的频
4、率范围决定,频率扫描宽度(Span),一次测量(一次频率扫描)所显示的频率范围,小于或等于输入频率范围,可手动设置或自动调节,频率分辨力(Resolution),将最靠近的两个频率分量区分开的能力,由中频滤波器的分辨带宽(RBW)决定,频率精度,频率轴读数的精度,与本振频率稳定度、扫描宽度、分辨带宽等因素有关,扫描时间(Sweep Time,ST),完成一次扫描测量所需的时间,也叫分析时间,扫描时间和测量精度应综合考虑,扫描时间与频率扫描宽度、分辨带宽、视频滤波带宽相关,相位噪声,实际本振信号频谱,本振信号频率短期稳定度指标,偏离本振频率某一个频偏处,相对于本振幅度下降的dBc数,相噪由本振信
5、号频率或相位不稳定引起,本振越稳定,分辨带宽越窄,相噪越小,幅度测量精度,动态范围,可同时测量的最大与最小信号的幅值之比,本底噪声(Noise Floor),来自频谱仪内部的热噪声 导致信噪比下降,频谱图中为接近显示底部的噪声基线,灵敏度/噪声电平,可测最小信号电平的能力,1dB压缩点,1dB 压缩点确定放大器的线性工作区,1 dB 压缩点,输入,输出,最大输入电平,正常工作时输入电平的最大限度,由衰减器、第一级混频器决定,第5章 频域测量,5.1 频谱分析的基本概念 5.2 扫描式频谱仪 5.3 傅里叶分析仪 5.4 相位噪声测量 5.5 小结,第5章 频域测量,5.3 傅里叶分析仪 5.3
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