電子測(cè)量第六章ppt課件-wenkub
2023-05-16 18:10:45 本頁(yè)面
【正文】 技術(shù)分類 頻率合成技術(shù)是利用一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)基準(zhǔn)頻率信號(hào)，產(chǎn)生往往是較多頻率的信號(hào)，所產(chǎn)生信號(hào)的頻率穩(wěn)定度和頻率準(zhǔn)確度均與基準(zhǔn)信號(hào)相同或相近。它將語(yǔ)言、數(shù)據(jù)、音樂(lè)及圖像等信號(hào)變成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)調(diào)制被高頻電磁波或其他高頻信號(hào) “ 攜帶 ” ，以便遠(yuǎn)距離傳輸。脈沖發(fā)生器的輸出通道數(shù)目通常不太多。 第六章 測(cè)量用信號(hào)源 第六章 測(cè)量用信號(hào)源 3．掃頻信號(hào)發(fā)生器 信號(hào)源輸出信號(hào)的頻率可以是固定的或在一定范圍內(nèi)任意設(shè)置為某固定值，也可以是頻率在某頻率區(qū)間有規(guī)律地掃動(dòng)，后者稱為掃頻信號(hào)源，簡(jiǎn)稱掃頻源。有不少信號(hào)源就是專門(mén)產(chǎn)生正弦信號(hào)的，稱為正弦信號(hào)發(fā)生器。 第六章 測(cè)量用信號(hào)源 （二）按信號(hào)的波形分類 1．正弦信號(hào)發(fā)生器 2．函數(shù)發(fā)生器 函數(shù)發(fā)生器通常至少包含正弦波、方波和三角波三種波形。輸出是否需要接地與應(yīng)用條件有關(guān)。 信號(hào)源的兩個(gè)輸出端均未接儀器底盤(pán)，這稱為信號(hào)源的輸出端是浮置的。如果輸出有一端接至底盤(pán)，并接至電源地線，則稱為接地輸出。若用信號(hào)激勵(lì)雙端均浮地的電路，例如，差分電路，則信號(hào)源必須使用浮地輸出。有些還包括正負(fù)鋸齒波（又稱斜波）、脈沖波、階梯波等波形。 第六章 測(cè)量用信號(hào)源 函數(shù)發(fā)生器信號(hào)的產(chǎn)生方法主要有兩種，一種和后面還要討論的任意波形發(fā)生器相同，即先存儲(chǔ)了波形量化后的數(shù)據(jù)值，再經(jīng) DAC輸出要求的信號(hào)；另一種先產(chǎn)生一種波形，再變換為其它要求的波形。多數(shù)掃頻源是正弦信號(hào)的頻率掃動(dòng)，但也可以是方波、三角波等非正弦信號(hào)的基波頻率在一定區(qū)間掃動(dòng)。它既可用于模擬電路又可用于數(shù)字電路。攜帶信號(hào)的高頻信號(hào)稱為載波，被載波攜帶的頻率較低的信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào)。 （四）按其他特性分類 第六章 測(cè)量用信號(hào)源 三、信號(hào)源的主要技術(shù)指標(biāo) （一）有關(guān)輸出信號(hào)頻率的技術(shù)指標(biāo) 輸出頻率相對(duì)誤差 cccfffff ???? 0?約定真值標(biāo)稱值::0cff第六章 測(cè)量用信號(hào)源 頻率穩(wěn)定度、老化率和阿侖方差 頻率穩(wěn)定度是指在一定時(shí)間間隔內(nèi)，信號(hào)源在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)頻率的相對(duì)變化，所以實(shí)際上是頻率 不穩(wěn)定度 ，它表征頻率源維持其工作于恒定頻率上的工作能力。 1t1t 2t 1tt?第六章 測(cè)量用信號(hào)源 頻率穩(wěn)定度 時(shí)段）在 10m i nm a x ( tfff ???第六章 測(cè)量用信號(hào)源 衡量頻率穩(wěn)定程度時(shí)還常用到基本上只考慮系統(tǒng)誤差影響的老化率和基本上只考慮隨機(jī)誤差影響的阿侖方差。由于考慮的時(shí)間間隔很短，以致系統(tǒng)誤差引起的頻率漂移可以忽略不計(jì)，所以它只考慮了頻率的隨機(jī)變化。根據(jù)第二章求方差估計(jì)值的公式（ 220a），代入條件 n=2，可求得該組兩數(shù)據(jù)的方差估計(jì)值 第六章 測(cè)量用信號(hào)源 212221222112 )(21)2()2()( iiiiiiiii fffffffff ?????????mfffmiiia2)(1)( 12120?????? 該方差越小，說(shuō)明該組兩數(shù)據(jù)離散性越小，即時(shí)間頻率變化越小。 輸出幅度可以用規(guī)定負(fù)載上電壓絕對(duì)值表示，通?？砂捶逯怠⒎?峰值、有效值等多種形式設(shè)置。 第六章 測(cè)量用信號(hào)源 頻率合成器 一、對(duì)頻率合成技術(shù)的要求 相位噪聲 相位噪聲影響下的頻譜討論信號(hào)源的穩(wěn)定度。指在一側(cè)邊帶 中，偏離載波 f0一定頻率 f，在 1Hz 帶寬內(nèi)噪聲功率頻譜的積分與載波 加邊帶功率之和的比值。有時(shí)需要考慮分諧波，及基波的證書(shū)分之一頻率的功率之影響，也要測(cè)分諧波功率。通常頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間是毫秒或微秒級(jí)的，這段時(shí)間對(duì)人工手動(dòng)操作?？珊雎裕珜?duì)自動(dòng)測(cè)試，若不注意轉(zhuǎn)換時(shí)間則可能因未完成頻率轉(zhuǎn)換而導(dǎo)致頻率錯(cuò)誤。 第六章 測(cè)量用信號(hào)源 三、鎖相合成技術(shù) (第二階段） 鎖相環(huán)的組成 相位比較器 PD：用來(lái)比較 PD兩個(gè)輸入信號(hào)（頻率分別為 和 ）的相位，其輸出電壓 比例 于兩信號(hào)的相位差，叫“誤差電壓”。 ifri ff ?ofrf ro fff ???ovivifivof ofdvPD VCO?相位比較器 壓控振蕩器 環(huán)路低通濾波器 ov第六章 測(cè)量用信號(hào)源 ?相位比較器將這個(gè)相位差變化鑒出，即輸出與之相應(yīng) 的誤差電壓 ， 通過(guò)環(huán)路濾波器加到 VCO上。鎖相環(huán)處于鎖定狀態(tài)的一個(gè)基本特性 是，輸入信號(hào) 和 VCO輸出信號(hào) 之間只存在一個(gè) 穩(wěn)態(tài)相位差，而不存在頻率差。 第六章 測(cè)量用信號(hào)源 四、直接數(shù)字頻率合成技術(shù)（ DDFS) DDFS標(biāo)志著頻率合成技術(shù)進(jìn)入第三階段， DDFS的主要特點(diǎn)是采用計(jì)算技術(shù)和微計(jì)算機(jī)參與頻率合成。在環(huán)路保持鎖定的條件下，我們把輸入頻率所允許的最大變化范圍定義為 同步帶寬 。環(huán)路最終能夠自行進(jìn)入鎖定狀態(tài)的 最大允許的固有額差 ，叫做“捕捉帶寬”。 f?第六章 測(cè)量用信號(hào)源 鎖定 頻率牽引階段 快捕 )(tforfofofofofof?of?t0t第六章 測(cè)量用信號(hào)源 鎖相環(huán)的窄帶濾波特性 鎖相環(huán)只允許在輸入頻率 附近的頻率成分通過(guò)，而阻止遠(yuǎn)離 頻率成分通過(guò)。 第六章 測(cè)量用信號(hào)源 六、鎖相環(huán)的幾種基本形式 混頻式鎖相環(huán) 混頻器 M（－） PD1if~~~~VCO石英振蕩器 內(nèi)插振蕩器 22vfi1io ff ?dvof 21 iio fff ??調(diào)諧2if12 ioi fff ??朝著 的方向牽引。由于脈沖控制環(huán)的這些優(yōu)點(diǎn)，我們可利用這種倍頻環(huán)來(lái)得到頻率范圍很寬的離散的輸出頻率。 1?2?第六章 測(cè)量用信號(hào)源 調(diào)諧倍頻環(huán)的 VCO(3)固有頻率，使之鎖定在 的N次諧波上，因此改變倍頻系數(shù) N及調(diào)諧 ，即可實(shí)兩個(gè)鎖定點(diǎn)之
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