林占江电子测量技术第七章-频域测量.ppt

第七章 频域测量 7.2扫频仪工作原理 7.2.1整机电路原理框图 频标单元 扫频单元 被测网络 衰减器 检波器 Y通道 控制部分 斜波信号发生器 X通道 图7.2.1 扫频仪电路工作原理框图 扫频仪的构成：扫频信号源和显示系统。 1、扫频信号源由扫频单元、频标单元和衰减器三部分构成。具有以下功能： (1) 能产生频率做线性变化的扫频信号； (2) 扫频信号的输出是等幅的，且具有一定功率； (3) 扫频信号的频偏尽可能大且中心频率可调； (4) 扫频信号线性度良好； (5) 能产生和扫频信号同步的频率标记； (6) 输出阻抗要恒定。 2、显示系统由斜波电压发生器、X、Y轴通道放大器及示波管组成。 7.2.2单元电路工作原理 1、扫频单元 图7.2.2 扫频单元工作原理框图 扫频振荡器一般采用变容二极管作为压控元件，由于变容二极管的C-U特性曲线不是线性的，因此为了获得线性的扫频振荡，加入线性校正电路。 固频振荡器 扫频振荡器 线性校正 混 频 器 低通滤波 宽带放大 衰减器 自动稳幅 扫频输出 混频器是一种频率变换器件，理想混频器是把两输入信号在时域中相乘： 和频，上变频 差频，下变频 取出和频为上变频（Up-conversion）； 取出差频为下变频（Down-conversion） 必须通过滤波器滤除不需要的频率成分。 混频原理 7.2.2单元电路工作原理 扫频单元原理图 7.2.2单元电路工作原理 2、固频振荡器 图7.2.3 固定振荡器电路 中心频率控制电压取自于面板上的电位器，中心频率控制电压一经确定，固频振荡器就会产生固定频率的振荡信号。改变中心频率控制电压就是改变变容二极管的偏压，即改变振荡频率。 7.2.2单元电路工作原理 3、扫频振荡器 7.2.4 扫频振荡器 穿心电容的作用是旁路掉杂散的高频干扰信号。 扫频振荡器工作在开关状态，即在工作区产生扫频振荡，而在休止期内停振。 7.2.2单元电路工作原理 4、混频器和低通滤波器 混频器就是将两个不同频率的信号加到非线性 器件进行频率变换后取其差频或和频。 低通滤波器就是将混频之后的和频信号滤除 掉，保留差频。 7.2.2单元电路工作原理 7.2.5混频器和滤波器 7.3频标单元 图7.3.1 频标单元工作原理框图 频标选择 外接频标 谐波发生器 谐波发生器 谐波发生器 频标混频 频标混频 频标混频 频标混频 低通滤波 低通滤波 低通滤波 低通滤波 1/10分频1MHz 10MHz晶振 50MHz晶振 来自扫频输出 频标形成及放大 去 Y通道 频标是频率标记的简称。频率标记是用一定形式的标记对频率特性曲线上的任意点进行定量描述。 频标的形状大致四种：菱形频标、脉冲频标、线频标及光点式频标。 7.3频标单元 1、单一频标产生的工作原理 图7.3.2 单一频标产生的工作原理框图 扫频信号 固频信号 混频器 低通滤波 去频标放大器 fs fg 7.3频标单元 扫频信号中必然含有与正弦波固定频率fg相等的瞬时值频率。 当扫频信号的频率自fmin向fg接近时，频差越来越小；当频率扫变到等于fg时，产生零拍差频；而当扫频信号频率向fmax接近时，则频差越来越大。 差频信号波形在fg处是中间疏两边越来越密。这个波形经低通滤波器后，高频成分被滤掉，只有在fg附近的低频成分保留下来，而且离开fg愈远的差频信号幅度衰减愈大。 这部分被保留下来的差频信号形状如同一个菱形，常被叫做“菱形频标”。 图7.3.3 频标波形图 7.3频标单元 2、产生多个频标的工作原理 图7.3.4 多个频标产生原理框图 扫频信号 谐波发生器 混频器 低通滤波 去频标放大器 10MHZ 晶振 0 f k fg 2fg 3fg 4fg nfg 7.3.2 扫频仪工作原理 多个菱形频标波形图 3、频标单元电路分析 本电路包括四个部分：10MHz晶振、隔离放大 器、波发生器及混频滤波电路。 Thanks for your listening. * *